Aerogela neaustais audums ir funkcionāls materiāls, kas tiek izgatavots, savienojot aerogela daļiņas/šķiedras ar tradicionālajām šķiedrām (piemēram, poliesteru, viskozi, aramīdu utt.), izmantojot vērpšanas procesu. Tā galvenā priekšrocība ir aerogela "ultra vieglā svara un īpaši zemās siltumvadītspējas" apvienojums ar vērptā neaustā auduma "mīkstumu, elpojamību un vieglo apstrādājamību". Tas ne tikai atrisina tradicionālā aerogela (bloka, pulvera) trausluma un grūti veidojamības problēmas, bet arī kompensē parastā neaustā auduma trūkumus siltumizolācijas un siltuma saglabāšanas spēju ziņā. Tāpēc to plaši izmanto situācijās, kad ir nepieciešama "efektīva siltumizolācija + elastīga saite".
Silto apģērbu un āra aprīkojuma lauks
Aerogela neaustā auduma “zemā siltumvadītspēja + elastība” īpašības padara to par ideālu izvēli augstas klases siltumizolācijas materiāliem, īpaši piemērotu apģērbam un aprīkojumam ar augstām prasībām attiecībā uz “vieglu siltuma saglabāšanu, elpojamību un necaurlaidību”. Galvenie pielietojuma veidi ir šādi.
1.Augstas klases termoapģērba starpslānis
➤Āra dūnu jakas/vējjakas: Tradicionālās dūnu jakas paļaujas uz dūnu pūkainību, lai saglabātu siltumu. Tās ir smagas, un to siltuma saglabāšana strauji samazinās, ja tās tiek pakļautas mitrumam. Aerogela vērpto neausto audumu (parasti ar virsmas blīvumu 30–80 g/㎡) var izmantot kā starpslāņa materiālu, sajaucot to ar dūnām vai lietojot atsevišķi. Tā siltumvadītspēja ir tikai 0,020–0,030 W/(m · K), kas ir tikai 1/2 līdz 2/3 no dūnu siltumvadītspējas. Tas var samazināt apģērba svaru par 30–50 %, saglabājot tādu pašu siltumizolācijas efektu. Un tas joprojām saglabā stabilu siltumizolāciju, ja tiek pakļauts mitrumam, padarot to piemērotu ekstremāliem āra apstākļiem, piemēram, lielam augstumam, lietum un sniegam.
➤Apakšveļa/mājas apģērbs: Ziemas termoveļai aerogela vērptas neaustas drānas var tikt izgatavotas plānā (20–30 g/㎡) līmējošā slānī. Kad tā pielīp pie ādas, nerodas svešķermeņa sajūta, un vienlaikus tā bloķē ķermeņa siltuma zudumu, panākot “vieglu siltumu bez apjoma”. Turklāt elpojamība, ko nodrošina vērptas drānas process, var novērst sviedru aiztures problēmu tradicionālajā termoveļā.
➤Bērnu apģērbs: Bērniem ir augsta fiziskā aktivitāte, tāpēc viņiem ir augstas prasības attiecībā uz apģērba maigumu un drošību. Aerogela neaustais audums ir nekairinošs un elastīgs, un to var izmantot kā bērnu dūnu jaku un kokvilnas pildītu apģērbu iekšējo oderi. Tas ne tikai nodrošina siltuma saglabāšanu, bet arī novērš ādas alerģijas, ko var izraisīt tradicionālie izolācijas materiāli (piemēram, ķīmiskās šķiedras kokvilna).
2. Izolācijas komponenti āra aprīkojumam
➤Guļammaisa iekšējā oderējuma/apavu materiāla izolācijas slānis: Āra guļammaisiem ir jālīdzsvaro siltums un pārnesamība. Aerogela neausto audumu var izgatavot guļammaisa iekšējā oderējumā. Pēc salocīšanas tā tilpums ir tikai 1/4 no tradicionālo kokvilnas guļammaisu tilpuma, padarot to piemērotu pārgājieniem un kempingam. Āra pārgājienu apavos to var izmantot kā mēles un papēža iekšējo oderes slāni, lai novērstu pēdu siltuma izkliedi caur apavu korpusu.
Vienlaikus tā elpojamība var novērst pēdu svīšanu un mitruma kļūšanu.
Cimdu/cepuru termo odere: ziemas āra cimdiem un cepurēm ir jāatbilst roku/galvas izliekumiem. Aerogela neausto audumu var tieši sagriezt atbilstošā formā un izmantot kā oderes materiālu, kas ne tikai nodrošina pirkstu galu, ausu galu un citu aukstumam pakļauto daļu siltumu, bet arī neietekmē roku kustību elastību (tradicionālais bloka aerogels neder izliektajām daļām).
Rūpnieciskās izolācijas un cauruļvadu izolācijas jomā
Rūpnieciskos apstākļos augstas temperatūras iekārtu un cauruļvadu izolācijai un siltuma saglabāšanai jāņem vērā “augsta efektivitāte un enerģijas taupīšana + drošība un izturība”. Salīdzinot ar tradicionālajiem izolācijas materiāliem (piemēram, akmens vati un stikla vati), aerogela neaustais audums ir vieglāks, bez putekļiem un vieglāk uzstādāms. Tā galvenie pielietojumi ir šādi:
1.Elastīgs izolācijas slānis augstas temperatūras cauruļvadiem/iekārtām
➤Ķīmiskie/enerģijas cauruļvadi: Ķīmiskās reakcijas traukos un elektrostaciju tvaika cauruļvados (temperatūra 150–400 ℃) tradicionāli izolācijai izmanto akmens vates cauruļu apvalkus, kurus ir sarežģīti uzstādīt un kuri ir pakļauti putekļu piesārņojumam. Aerogela neausto audumu var izgatavot ruļļos vai uzmavās un tieši uztīt vai aptīt ap cauruļu virsmu. Tā elastība ļauj tam pielāgoties sarežģītām detaļām, piemēram, cauruļu līkumiem un savienojumiem, neizdalot putekļus. Turklāt tam ir augsta siltumizolācijas efektivitāte, kas var samazināt cauruļu siltuma zudumus par 15–25 % un samazināt uzņēmumu enerģijas patēriņa izmaksas.
➤Mehānisko iekārtu lokāla izolācija: Iekārtu lokālām augstas temperatūras sastāvdaļām, piemēram, dzinējiem un katliem (piemēram, izplūdes caurulēm un apkures caurulēm), izolācijas materiāli jāpielīmē pie nelīdzenajām virsmām. Aerogela neausto audumu var piegriezt un piešūt, lai tas atbilstu sastāvdaļām, izvairoties no spraugām, kuras nevar nosegt tradicionālie stingrie izolācijas materiāli (piemēram, keramikas šķiedru plātnes), un vienlaikus novēršot operatoru apdegumus, pieskaroties augstas temperatūras sastāvdaļām.
2. Rūpniecisko krāsniņu/krāsniņu oderējums
➤Mazas rūpnieciskās krāsnis/žāvēšanas iekārtas: Tradicionālo krāsniņu iekšējā oderējuma konstrukcija pārsvarā ir biezi ugunsizturīgi ķieģeļi vai keramikas šķiedru segas, kas ir smagas un kurām ir augsta siltumvadītspēja. Aerogela neausto audumu var kombinēt ar augstas temperatūras izturīgām šķiedrām (piemēram, aramīdu un stikla šķiedru), lai iegūtu vieglu oderējumu, kura biezums ir tikai 1/3 līdz 1/2 no tradicionālo materiālu biezuma. Tas ne tikai samazina siltuma izkliedi krāsnīs un uzlabo apkures efektivitāti, bet arī samazina krāsniņu kopējo svaru un pagarina iekārtu kalpošanas laiku.
Elektronika un jauni enerģijas lauki
Elektroniskajiem un jaunajiem enerģijas produktiem ir stingras prasības attiecībā uz “siltumizolācijas aizsardzību + drošības liesmas slāpēšanu”. Aerogela neaustais audums var apmierināt to divkāršās prasības attiecībā uz “elastīgu siltumizolāciju + izolācijas liesmas slāpēšanu”, pielāgojot šķiedru attiecību (piemēram, pievienojot liesmu slāpējošas šķiedras). Konkrētie pielietojumi ir šādi:
1.Litija akumulatoru termiskās pārslodzes aizsardzība
➤Siltumizolācijas paliktnis akumulatora blokam: Kad jauna enerģijas transportlīdzekļa akumulators uzlādējas, izlādējas vai rodas termiska pārslodze, akumulatora elementu temperatūra var pēkšņi paaugstināties virs 500 ℃, kas var viegli izraisīt ķēdes reakciju starp blakus esošajām šūnām. No aerogela neausta auduma var izgatavot pielāgotas formas siltumizolācijas paliktņus, kurus var novietot starp akumulatora elementiem vai starp akumulatora elementiem un bloka ārējo apvalku. Pateicoties efektīvai siltumizolācijai, tas aizkavē siltuma pārnesi, samazina akumulatora pārvaldības sistēmas (BMS) izslēgšanas un dzesēšanas laiku, kā arī samazina ugunsgrēka un sprādziena risku. Tajā pašā laikā tā elastīgās īpašības var pielāgoties sīkajām spraugām akumulatora elementu izvietojumā, izvairoties no atdalīšanās problēmas, ko rada tradicionālo stingro izolācijas materiālu (piemēram, keramikas loksņu) vibrācija.
➤Enerģijas uzkrāšanas akumulatoru moduļu izolācijas slānis: Liela mēroga enerģijas uzkrāšanas elektrostaciju akumulatoru moduļiem ir jādarbojas ilgu laiku. Aerogela neaustais audums var kalpot kā izolācijas barjera starp moduļiem, lai novērstu viena moduļa radītā siltuma ietekmi uz apkārtējiem moduļiem bojājuma gadījumā. Turklāt tā liesmas slāpēšana (UL94 V-0 līmeni var sasniegt, pielāgojot šķiedras) var vēl vairāk uzlabot enerģijas uzkrāšanas sistēmas drošību.
2. Elektronisko komponentu siltuma izkliedes/izolācijas aizsardzība
➤Patērētāju elektronika (mobilie tālruņi, datori): Kad darbojas mobilo tālruņu procesori un datoru centrālās centrālās piedziņas ierīces, vietējā temperatūra var sasniegt 60–80 ℃. Tradicionālie siltuma izkliedes materiāli (piemēram, grafīta loksnes) var tikai vadīt siltumu un nevar novērst siltuma pārnesi uz korpusa apvalku. No aerogela vērptā neausta auduma var izgatavot plānas (10–20 g/㎡) siltumizolācijas loksnes, kas tiek piestiprinātas starp mikroshēmu un korpusu, lai bloķētu siltuma pārnesi uz korpusu un novērstu lietotājiem karstu sajūtu, tam pieskaroties. Tajā pašā laikā tā elpojamība var palīdzēt mikroshēmai izkliedēt siltumu un novērst siltuma uzkrāšanos.
➤LED apgaismojuma iekārtas: LED lodītes ilgstoši darbojoties, radīs siltumu, kas ietekmēs to kalpošanas laiku. Aerogela neausto audumu var izmantot kā LED lampu iekšējo izolācijas slāni, novēršot lampu lodīšu siltuma pārnesi uz lampas korpusu. Tas ne tikai aizsargā korpusa materiālu (piemēram, plastmasas korpusus, lai izvairītos no novecošanās augstā temperatūrā), bet arī samazina apdegumu risku lietotājiem, pieskaroties lampām.
Medicīnas un veselības aprūpes joma
Medicīnas jomā ir ārkārtīgi augstas prasības materiālu “drošībai (nekairinošs, sterils) un funkcionalitātei (siltumizolācija, elpojamība)”. Aerogela neaustajam audumam ar tā “elastību + zemu alergēniskumu + kontrolējamu siltumizolāciju” ir nozīmīga loma medicīniskajā aizsardzībā un rehabilitācijas aprūpē.
1.Medicīniskā siltumizolācija un aizsarglīdzekļi
➤Ķirurģiskas pacienta termosegas: operācijas laikā pacienta ķermeņa virsma ir atsegta, kas hipotermijas dēļ var viegli ietekmēt ķirurģisko iznākumu un pēcoperācijas atveseļošanos. Aerogela neausto audumu var izgatavot vienreizējās lietošanas medicīniskās termosegas, lai nosegtu pacientu neķirurģiskās zonas. Tā ļoti efektīvā siltumizolācijas īpašība var samazināt siltuma zudumus no ķermeņa virsmas, savukārt elpojamība novērš pacientu svīšanu. Turklāt materiālu var sterilizēt ar etilēnoksīdu, ievērojot medicīniskās sterilitātes standartus un novēršot savstarpēju inficēšanos.
➤Zemas temperatūras medicīniskie aizsargcimdi: Tādos gadījumos kā krioterapija (piemēram, šķidrā slāpekļa krioterapija vasaras raibumu noņemšanai) un zāļu pārvadāšana aukstās ķēdes apstākļos operatoriem ir jānonāk saskarē ar zemas temperatūras objektiem (no -20 ℃ līdz -196 ℃). Tradicionālajiem cimdiem nav pietiekamas siltuma saglabāšanas un tie ir smagi. Kā cimdu iekšējo slāni var izmantot aerogela vērptu neaustu audumu, kas nodrošina elastīgu rokas darbību, vienlaikus bloķējot zemas temperatūras vadīšanu un novēršot roku apsaldējumus.
2. Rehabilitācijas aprūpes siltumizolācijas palīgmateriāli
➤Apdegumu/plaucējumu rehabilitācijas pārsēji: Apdegumu pacientu ādas barjera ir bojāta, un ir jāizvairās no pēkšņām brūces temperatūras izmaiņām vai ārējas stimulācijas. Aerogela neausto audumu var izmantot rehabilitācijas pārsēju ārējā izolācijas slānī, kas ne tikai uztur nemainīgu temperatūras vidi brūces lokālajā zonā (veicina audu atjaunošanos), bet arī izolē aukstā gaisa vai siltuma avotu stimulāciju no ārpuses uz brūci. Tajā pašā laikā tā maigums var pielāgoties ķermeņa izliektajām daļām (piemēram, locītavu brūcēm), un tā elpojamība var samazināt infekcijas risku, ko izraisa brūču aizlikums.
➤Karsto kompresu/auksto kompresu plāksteru nesēji: Tradicionālie karsto kompresu plāksteri koncentrēta siltuma dēļ var izraisīt apdegumus, savukārt aukstās kompreses plāksteri var radīt diskomfortu zemas temperatūras straujās vadīšanas dēļ. Aerogela vērptais neaustais audums var kalpot kā starpposma bufera slānis karstās/aukstās kompreses plāksteriem. Kontrolējot siltuma/aukstuma vadīšanas ātrumu, tas ļauj temperatūrai izdalīties lēni, paildzina komfortablas pieredzes laiku un pielīp pie ādas bez kairinājuma.
Būvniecības un mājas iekārtošanas joma
Ēku enerģijas taupīšanas un māju siltināšanas scenārijos aerogela neaustā auduma "elastīgā un vienkāršā konstrukcija + ļoti efektīvā siltumizolācija" īpašības var atrisināt sarežģītu konstrukciju un tradicionālo ēku siltumizolācijas materiālu (piemēram, ekstrudētu polistirola plākšņu un siltumizolācijas javas) vieglās plaisāšanas problēmas. Galvenie pielietojumi ietver
1. Ēkas enerģiju taupošs izolācijas slānis
➤Iekšējo/ārsienu izolācijas oderējums: Tradicionālajā ārsienu izolācijā pārsvarā tiek izmantoti stingri paneļi, kas būvniecības laikā ir jāsagriež un jāpielīmē, un tiem ir tendence uz termiskajiem tiltiem savienojumos. Aerogela neausto audumu var ruļļos sarullēt un tieši pielīmēt pie iekšējo vai ārējo sienu pamatnes. Tā elastība ļauj nosegt sienu spraugas, stūrus un citas daļas, efektīvi bloķējot termiskos tiltus. Turklāt tas ir viegls (apmēram 100 g/㎡) un nepalielinās slodzi uz sienu, padarot to piemērotu vecu māju renovācijai vai vieglām ēkām.
➤Durvju un logu blīvēšanas un izolācijas sloksnes: Durvju un logu spraugas ir viens no galvenajiem enerģijas patēriņa avotiem ēkās. Aerogela neausto audumu var kombinēt ar gumiju un sūkli, lai izgatavotu blīvēšanas un izolācijas sloksnes, kuras var iestrādāt durvju un logu spraugās. Tas ne tikai nodrošina blīvēšanu un gaisa noplūdes novēršanu, bet arī samazina siltuma pārnesi caur spraugām, pateicoties aerogela izolācijas īpašībām, tādējādi uzlabojot iekštelpu temperatūras stabilitāti.
2. Mājas izolācijas materiāli
➤Ledusskapju/saldētavu iekšējā izolācija: Tradicionālo ledusskapju izolācijas slānis pārsvarā ir izgatavots no bieza poliuretāna putu materiāla ar relatīvi augstu siltumvadītspēju. Aerogela neausto audumu var izmantot kā papildu izolācijas slāni ledusskapja iekšējai oderei. Tas ir piestiprināts starp putu slāni un iekšējo oderi, kas var uzlabot izolācijas efektu ar tādu pašu biezumu vai samazināt putu slāņa biezumu un palielināt ledusskapja iekšējo tilpumu ar tādu pašu izolācijas efektu.
➤Mājsaimniecības cauruļu/ūdens tvertņu izolācijas pārsegi: Lai samazinātu siltuma zudumus, saules ūdens tvertnēm un karstā ūdens caurulēm mājās ir nepieciešama izolācija. No aerogela neausta auduma var izgatavot noņemamus izolācijas pārsegus, kurus var novietot uz cauruļu vai ūdens tvertņu virsmas. Tos ir viegli uzstādīt un izjaukt, un tiem ir labāka siltumizolācija nekā tradicionālajiem kokvilnas auduma izolācijas pārsegiem. Tie nav pakļauti novecošanai vai deformācijai pēc ilgstošas lietošanas.
Galvenais pielietojumsaerogela vērpta neausta audumair “efektīvas siltumizolācijas sasniegšana elastīgā formā”. Tās būtība ir aerogela formēšanas ierobežojumu pārvarēšana, izmantojot vērpšanas procesu, vienlaikus piešķirot tradicionālajiem neaustiem audumiem augstas klases funkcionalitāti. Pieaugot pieprasījumam pēc “viegliem, efektīviem un elastīgiem” materiāliem tādās nozarēs kā jaunā enerģija, augstas klases ražošana un āra aprīkojums, to pielietojums paplašināsies uz specializētākām jomām (piemēram, izolācija elastīgām enerģijas uzkrāšanas ierīcēm, mikroelektronisko komponentu aizsardzība un viegla izolācija kosmosam utt.), un to nākotnes attīstības potenciāls ir ievērojams.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 17. septembris