에어로겔

에어로겔은 겔의 액체 성분이 가스로 대체 된 겔에서 유래 한 합성 다공성 초경량 물질입니다. 그 결과 매우 낮은 밀도와 낮은 열전도도를 가진 고체입니다. 별명에는 얼어 붙은 연기, 단단한 연기, 단단한 공기, 단단한 구름, 그 반투명 한 성질 및 재료의 빛이 산란하는 방식으로 인한 푸른 연기가 포함됩니다. 그것은 깨지기 쉬운 팽창 된 폴리스티렌과 같은 느낌입니다. 에어로젤은 다양한 화학 물질로 만들 수 있습니다.

에어 젤은 1931 년 사무엘 스티븐스 키 슬러 (Samuel Stephens Kistler)에 의해 처음 만들어졌습니다. 젤리의 액체를 수축을 일으키지 않고 가스로 대체 할 수있는 사람에 대해 배운 찰스와의 배팅 결과입니다.

에어로젤은 초 임계 건조를 통해 겔의 액체 성분을 추출하여 생산됩니다. 이것은 겔 내의 고체 매트릭스가 모세관 현상으로부터 붕괴하지 않고 액체를 천천히 건조시키는 것을 허용하며, 이는 통상적 인 증발에서 일어날 수있다. 첫 번째 에어로젤은 실리카 젤로 제조되었습니다. Kistler는 나중에 알루미나, 크로 미아 및 이산화 주석을 기본으로하는 에어로젤을 사용했습니다. 탄소 에어로젤은 1980 년대 후반에 처음 개발되었습니다.

에어 젤은 화학 공식이 설정된 단일 재료가 아니며, 대신 특정 기하학적 구조로 모든 재료를 그룹화하는 데 사용됩니다.

IUPAC 정의
에어로겔 (Airgel) : 겔은 분산상이 기체 인 미세 다공성 고체로 구성됩니다.

참고 1 : 미세 다공성 실리카, 미세 다공성 유리 및 제올라이트는 에어로젤의 일반적인 예입니다.

참고 2 : 참조에서 수정. 여기서 정의는 겔의 잘못된 정의가 반복 된 후 구조의 다공성에 대한 비속 한 참조입니다.

등록 정보
이름에도 불구하고, 에어로젤은 물리적 성질에서 젤과 닮지 않은 단단하고 단단하며 건조한 물질입니다. 이름은 젤로 만들어 졌기 때문에 나타납니다. 에어로겔을 가볍게 누르는 것은 보통 작은 흔적도 남기지 않습니다. 보다 단단히 누르면 영구적 인 우울증이 생깁니다. 극단적으로 단단히 누르면 스파 스 구조에서 파국적 인 고장이 발생하여 유리처럼 깨지게됩니다 (파쇄 성으로 알려진 특성). 그러나 현대적인 변형이이 문제로 어려움을 겪지는 않습니다. 사실 산산히 부서지기 쉽지만 구조적으로 매우 강하다. 그것의 인상적인 내 하중 능력은 평균 크기 (2 ~ 5 nm)의 구형 입자가 클러스터로 함께 융합 된 돌기 미세 구조 때문입니다. 이러한 클러스터는 거의 100nm 이하의 기공을 가진 거의 프랙탈 체인의 3 차원 고 다공성 구조를 형성합니다. 모공의 평균 크기와 밀도는 제조 과정에서 조절할 수 있습니다.

에어로젤은 99.8 %의 공기입니다. 에어로젤은 공기 주머니가 들어있는 다공성의 견고한 네트워크를 가지고 있으며 공기 주머니는 재료 내의 대부분의 공간을 차지합니다. 고체 물질이 없기 때문에 에어로젤은 거의 무중력입니다.
Aerogel은 전도성 (대부분 절연성 가스로 구성)과 대류 (미세 구조로 인해 순 가스 이동을 방지)의 세 가지 열 전달 방법 중 두 가지를 거의 무효화하기 때문에 우수한 단열재입니다. 그것들은 가스로 거의 구성되어 있기 때문에 전도성이 좋은 절연체입니다. 열전 도체는 매우 열악합니다. (실리카 에어로겔은 실리카가 열전 도성이 좋지 않기 때문에 특히 우수한 절연체이며, 반면에 금속 또는 탄소 에어로젤은 덜 효과적입니다.) 공기는 격자를 통해 순환 할 수 없으므로 우수한 대류 억제제입니다. 에어로젤은 열을 전달하는 적외선이 통과하기 때문에 열등한 복사 절연체입니다.

흡습성으로 인해 에어로젤은 건조하고 강한 건조제로 작용합니다. 에어로젤을 장시간 취급하는 사람들은 피부에 마른 얼룩이 생기는 것을 방지하기 위해 장갑을 착용해야합니다.

그것이 가지고있는 약간의 색깔은 나노 크기의 돌기 구조에 의한 가시광의 짧은 파장의 Rayleigh scattering 때문입니다. 이로 인해 어두운 배경에 연기가 자욱하고 밝은 배경에 노란 색이됩니다.
에어로젤 자체는 친수성이지만 화학적 처리로 인해 소수성으로 만들 수 있습니다. 그들이 수분을 흡수하면 수축과 같은 구조적 변화를 겪고 악화되지만 소수성으로 인해 분해가 방지 될 수 있습니다. 소수성 내부를 갖는 에어로젤은 균열이 표면을 관통하더라도 외부 소수성 층 만있는 에어로젤보다 분해되기 쉽습니다.

크 누센 효과
에어로젤은 열전도도가 포함 된 가스의 열 전도율보다 작을 수 있습니다. 이것은 가스를 포함하는 공동의 크기가 평균 자유 경로에 필적하게 될 때 가스의 열전도도가 감소하는 크 누센 효과에 의해 발생합니다. 효과적으로 캐비티는 가스 입자의 이동을 제한하여 대류를 제거하는 것 외에도 열전도도를 감소시킵니다. 예를 들어, 공기의 열전도도는 STP와 대형 컨테이너에서 약 25mW / m • K이지만 직경 30nm의 기공에서는 약 5mW / m • K로 감소합니다.

구조
에어로겔 구조는 단량체 (단순 분자)가 다른 단량체와 반응하여 결합 된 가교 결합 고분자들로 구성된 물질 또는 졸을 형성하는 졸 – 겔 중합 (sol-gel polymerization)의 결과입니다. 물질이 임계 가열되면 액체는 증발되고 결합 된 가교 고분자 프레임은 남겨집니다. 중합 및 임계 가열의 결과는 에어로겔로 분류 된 다공성의 강한 구조를 갖는 물질의 생성이다. 합성의 변형은 에어로겔의 표면적과 기공 크기를 변경시킬 수 있습니다. 공극 크기가 작을수록 에어로겔이 파손되기 쉽습니다.

방수 처리
에어로겔은 지름 2 ~ 5nm의 입자를 함유하고 있습니다. 에어로겔을 생성 한 후에는 표면에 많은 수산기가 포함됩니다. 히드록시기는 에어로겔이 물에있을 때 강한 반응을 일으켜 물에 격변 적으로 녹을 수 있습니다. 친수성 에어로겔을 방수하는 한 가지 방법은 표면 수산기 (-OH)를 비극성 그룹 (-OR)으로 대체 할 수있는 화학 기제를 에어로겔에 담그는 것입니다.이 프로세스는 R이 지방족 그룹 일 때 가장 효과적입니다.

에어로졸의 다공성
에어로젤의 다공성을 결정하는 데는 여러 가지 방법이 있습니다. 세 가지 주요 방법은 가스 흡착, 수은 공극 측정법 및 산란 방법입니다. 기체 흡착에서, 끓는점의 질소는 에어로젤 시료에 흡착됩니다. 흡착되는 가스는 샘플 내의 공극의 크기 및 포화 압력에 대한 가스의 분압에 의존한다. 흡착 된 기체의 부피는 시료의 비 표면적을 나타내는 Brunauer, Emmit and Teller 공식 (BET)을 사용하여 측정됩니다.흡착 / 탈착시 높은 분압에서 켈빈 방정식은 샘플의 공극 크기 분포를 제공합니다. 수은 압 입법 (mercury porosimetry)에서, 수은은 기공의 크기를 결정하기 위해 에어로젤 다공성 시스템으로 밀어 넣어 지지만,이 방법은 에어로젤의 단단한 프레임이 높은 압축력으로 인해 붕괴 될 것이기 때문에 매우 비효율적이다. 산란 법은 에어로젤 샘플 내에서 방사선의 각도 의존적 ​​편향을 수반합니다. 샘플은 고체 입자 또는 기공 일 수 있습니다. 방사선은 물질로 들어가고 에어로겔 기공 네트워크의 프랙탈 기하학을 결정합니다. 사용할 최적의 방사선 파장은 X 선과 중성자입니다. Airgel은 또한 개방형 다공성 네트워크입니다. 개방형 다공성 네트워크와 폐쇄 형 다공성 네트워크의 차이는 개방형 네트워크에서 가스가 아무런 제한없이 물질에 들어가고 떠날 수 있다는 것입니다. 닫힌 다공성 네트워크는 물질 강제 그들은 모공 안에 머물러 있습니다. 실리카 에어로젤의 높은 다공성 및 표면적은 다양한 환경 여과 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.

기재

규토
실리카 에어로젤은 에어로겔의 가장 일반적인 유형이며, 가장 광범위하게 연구되고 사용됩니다. 이것은 실리카 기반이며 실리카 겔 또는 수정 된 Stober 프로세스를 통해 얻을 수 있습니다. 가장 낮은 밀도의 실리카 나노 발포체는 1,900g / m3의 기록 에어로젤의 비워진 버전 인 1,000g / m3의 무게를 가지고 있습니다. 공기의 밀도는 1,200 g / m3입니다 (20 ° C 및 1 atm에서). 2013 년 현재 에어 그라 핀은 160g / m3에서 밀도가 낮아 실내 온도에서 공기 밀도가 13 %에 이릅니다.

실리카는 부피의 3 % 만 차지하는 3 차원 얽힌 클러스터로 응고됩니다. 따라서 고체를 통한 전도는 매우 낮습니다. 부피의 나머지 97 %는 매우 작은 나노 기공 (nanopores)의 공기로 구성됩니다. 공기는 대류와 기상 전도를 억제하면서 움직일 여지가 거의 없습니다.

실리카 에어로젤은 ~ 99 %의 높은 광 투과율과 ~ 1.05의 낮은 굴절률을 가지고 있습니다.

열전도율이 극히 낮고 대기압에서 0.03W / (m • K)에서 R 값 14 ~ 105에 해당하는 적당한 진공도에서 0.004W / (m • K)까지 현저한 열 절연 특성을 가지고 있습니다 (미국 관습) 또는 3.0 – 22.2 (미터법). 비교를 위해, 전형적인 벽 절연은 동일한 두께에 대해 13 (미국 관례) 또는 2.7 (미터법)입니다. 그것의 융점은 1,473 K (1,200 ° C; 2,192 ° F)입니다.

2011 년까지 실리카 에어로젤은 기네스 세계 기록에서 최고의 인슐레이터와 최저 밀도의 고체를 포함한 재료 특성에 대해 15 개의 항목을 보유했지만 2012 년에는 더 가벼운 재료의 항공 사진에 의해 후자의 제목에서 추방되었지만 2013 년에는 에어 그라 핀으로 추축되었습니다.

탄소
탄소 에어로젤은 나노 미터 범위의 크기로 함께 공유 결합 된 입자로 구성됩니다. 그들은 매우 높은 다공성 (50nm 이상, 100nm 미만의 기공 직경)과 400-1,000 m2 / g의 표면적을 가지고 있습니다. 탄소 섬유로 만든 부직포, 레조 르시 놀 – 포름 알데히드 에어로겔을 함침시킨 열분해 된 합성 종이로 제조됩니다. 밀도에 따라 탄소 에어로젤은 전기 전도성이있어 복합 에어로겔 종이 커패시터 또는 탈 이온화 전극의 전극에 유용합니다. 표면적이 매우 크기 때문에 탄소 에어로젤은 수퍼 커패 시터를 만드는 데 사용되며, 용량 밀도는 104F / g 및 77F / cm3을 기준으로 수천 패럿까지의 값을 갖습니다. 탄소 에어로젤은 또한 적외선 스펙트럼에서 극히 “검은 색”이며, 250nm에서 14.3μm 사이의 0.3 %의 방사선만을 반사하여 태양 에너지 집열기에 효율적입니다.

특정 화학 기상 증착 기술을 통해 생성 된 탄소 나노 튜브의 공기 중의 질량을 설명하는 용어 “에어로젤”은 정확하지 않습니다. 이러한 재료는 방탄복보다 강도가 높은 섬유로 회전 할 수 있으며 고유 한 전기적 특성을 가질 수 있습니다. 그러나, 이러한 물질은 에어로겔이 아니며, 내부 구조가 모 놀리식이 아니며 에어로겔의 규칙적인 기공 구조를 갖지 않기 때문입니다.

금속 산화물
금속 산화물 에어로젤은 다양한 화학 반응 / 변형 또는 다른 물질의 전구체로서 촉매로 사용됩니다.

산화 알루미늄으로 제조 된 에어로젤은 알루미나 에어로젤로 알려져 있습니다. 이 에어로젤은 촉매제로 사용되며 특히 알루미늄 이외의 금속으로 “도핑 된”경우에는 사용됩니다. 니켈 – 알루미나 에어로젤은 가장 일반적인 조합입니다. 알루미나 에어로젤은 또한 초고속 입자를 포착하기 위해 NASA에 의해 고려되고있다. 가돌리늄과 테르븀으로 도핑 된 제제는 충격 에너지에 의존하는 형광의 양과 함께 입자 충격 부위에서 형광을 낼 수 있습니다.

실리카 에어로젤과 금속 산화물 에어로젤의 가장 큰 차이점 중 하나는 금속 산화물 에어로젤이 종종 다양하게 착색된다는 것입니다.

다른
유기 고분자는 에어로젤 생성에 사용될 수 있습니다. SEAgel은 한천으로 만든다. 식물에서 추출한 셀룰로오스를 사용하여 유연한 에어로겔을 만들 수 있습니다.

칼 코겔 (Chalcogel)은 유황, 셀레늄 및 다른 원소와 같은 칼 코겐 (칼슘으로 이루어진 주기율표의 원소 칼럼)으로 만들어진 에어로겔입니다. 플래티넘보다 저렴한 금속이 제조 과정에서 사용되었습니다.

다공성 3-D 네트워크에서 카드뮴 셀레 나이드 양자점으로 만들어진 에어로젤은 반도체 산업에서 사용하기 위해 개발되었습니다.

에어로젤 성능은 도펀트, 보강 구조 및 혼성화 화합물의 첨가에 의해 특정 용도에 대해 증가 될 수있다. 아스펜 에어로젤은 에어로졸의 합성 섬유 인 Spaceloft와 같은 섬유 배트를 만듭니다.

바이오 기반 대안 (bioaerogels)
가장 잘 알려진 에어로겔은 실리카 기반이지만, 연구자들은 실리카보다 강력한 생물 원 에어로젤을 생산하려고합니다.

Seagel은 한천으로 만든 유기 에어로겔과 비슷한 소재로 떡을 연상시키는 맛과 질감이 있습니다.

Maerogel은 기본 쌀 (대부분 쌀 산업에 던져 넣음)으로 구성되어 있으며 다른 공정에 비해 비용을 절감합니다. 이 과정을 통해 비용을 6으로 나눌 수 있습니다.

aeropectine은 감귤류 껍질 (2015)에서 생산되지만 절연체를 만들기에는 너무 흡습성이 있습니다.

예를 들어 옥수수 나 완두콩 같은 올 수있는 전분 에어로젤 (실제로 아밀로오스와 아밀로펙틴의 혼합물). 그것은 또한 매우 흡습성이지만 더 안정하고 소수성 인 코팅으로 덮일 수 있습니다. 이것은 실리카 에어로겔보다 강하지 만 열전도 계수가 약간 좋지 만 그럼에도 불구하고 약 0.021Wm-1K-1 (0.025 내지 약 0.035 및 락울 및 폴리스티렌에 대한 공기 Wm-1K-1)이다.

이들의 열 성능은 제조 과정에서 개선 될 수 있습니다. 물에 용해 된 전분을 일정 압력 및 온도에서 교반하고 기계적으로 교반하여 곡물을 분해 및 분산시킨 다음이를 4 ℃ ( “역 퇴화 단계”)로 냉각시킨 다음 겔 형성을 초 임계 건조 단계 (아세톤은 거기에서 에탄올을 대체 할 수 있음) 동안 용매를 제거한 다음, 용매를 탈착시키고 공기로 대체한다. 피트니스 센터 (Cemef) 광산 Paris-Tech에서이 자료를 연구합니다.

조작
원칙적으로, 에어로겔의 제조는 실리카겔 (실리카 에어로젤의 경우)의 액체 성분을 기체로 대체하는 것으로 구성된다. 기술적으로 프로세스가 더 복잡합니다. 사실, 젤의 구조는 단순히 건조 될 때 붕괴되는 경향이 있습니다. 그것은 다공성이되어 부서진다.

실용 상, 특히 소프트 콘택트 렌즈에 사용되는 실리카겔 인 하이드로 겔은 실리카 알콕시 드인 “전구체”의 존재하에 물을 에탄올과 같은 액체로 대체함으로써 극한의 온도 및 압력 조건에서 건조됩니다.알콕사이드는 반응의 촉매제입니다. 그것은 알코올과 실리콘으로 구성되어 있습니다. 그 공식은 Si (OR) 4입니다.이 반응은 실리카를 생성합니다 :
(OCH2CH3) _{4 (Liq.)} + 2H2O _(Liq.) → SiO2 _(고체) + 4HOCH2CH3 _(Liq .

실리카는 화학식 SiO 2의 안정한 광물 화합물입니다. 그런 다음 초 임계 건조 (초 임계 건조) 과정이 있습니다. 열역학에서 임계점은 액체와 기체 사이의 전이 단계입니다. 기본적으로, 액체 상태와 증기 상태는 현미경으로는 동일합니다 : 그들은 원자 또는 분자의 무질서가 특징입니다. 또한이 증기 – 증기 공존 곡선이 갑자기 멈추는 압력과 온도 (임계라고 함)가 있습니다. 저쪽에, 몸은 액체도 가스도 아니다 : 그것은 유동적 인 단계이다. 알코올이 겔에서 제거되는 것은이 과정에 의한 것입니다. 이 조작은 50 ~ 60bar의 압력, 5 ~ 10 ℃의 온도 및 12 시간 ~ 6 일 동안 오토 클레이브에서 수행됩니다. 목표에 도달하면 액체가 젤이 붕괴되거나 부피가 줄어드는 구조없이 가스로 대체됩니다.

주위 온도와 압력에서 에어로젤을 만드는 공정이 있지만, 그들은 순간적으로 실업가들에 의해 비밀리에 유지되고 있습니다.

생산
에어로겔은 극한 조건 하에서 젤라틴 성 물질, 주로 실리카를 건조시켜 만든다. 규산염 에어로젤의 첫 번째 합성은 1931/32 년 Samuel Stephens Kistler에 의해 완성되었습니다. 그는 수축이 있었던 젤을 먼저 건조하는 방법을 개발했습니다.

Kistler에 따른 규산염 에어로젤
Kistler는 규산 나트륨을 사용하여 물과 섞어 용액 (물 유리)을 만들었습니다. 침전 – 시약 작용을하는 시약을 첨가 한 후 시간이 흐를수록 실리카는 (침전 반응), 브라운 운동에 의해 야기되어 용액 내에서 비 ​​배위로 분포되어 또한 충돌했다.

또는:

점차적 인 부착으로 인해, 이들 입자는 시간이 지남에 따라 응집되었고 약 1 일 이내에 망상 구조를 갖는 겔이 생성되었다. 이것으로부터, 염화나트륨 및 과량의 염산을 물 (Aquagel)로 헹구고이어서 알코올 (alkogel)로 치환시켰다. 이 단계가 필요하다면 공정이 진행됨에 따라 물이 겔 구조를 파괴하게됩니다. 알코올이 천천히 증발하면 메 니스 커스 (menisci)가 겔에 작용하는 표면 세력으로 인해 형성되며, 이는 젤에 자체를 묻어 젤에 갱구 같은 구조를 만듭니다. 이것은 겔의 수축과 관련이 있으며 결과적으로 다공성 구조가 약 50 % 만 다공성 구조로되어 있지만 이것은 피하기위한 것입니다. Kistler는 따라서 오토 클레이브를 건조하고 온도와 압력을 알코올의 임계점 이상으로 상승시켜 초 임계 유체를 형성했습니다. 이 절차를 초 임계 건조라고합니다. 따라서 기체와 액체 사이의 경계면은 제거되었다. 다른 경우에 반월판의 형성을 가져온 표면력은 더 이상 존재하지 않았다. 이어서, 초 임계 유체를 오토 클레이브로부터 분출시켜, 생성물을 건조시키고 결과적으로 에어로겔이되게 하였다. 에어로겔은 원래 겔의 크기와 모양을 유지하고 있었고 Kistler에서 제조 한 규산염 에어로젤은 밀도가 약 30-300kg / m3이고 다공성은 86-98 %입니다. 그러나, Kistler에 따른 제조 방법은 길고 고가 인 단점을 가지고 있는데, 특히 알코올 증발 전에 용매 교환에 관한 것이었다.

Teichner에 따른 공정 – 졸 – 겔 공정
Stanislas Teichner는 1960 년대 리용 대학 (Little of Lyon)에서 Kistler의 절차를 재현하려고 시도했으나 작은 에어로젤 샘플을 생산하는 데 수 주일이 걸렸습니다. 대안으로, 그는 1968 년에 표준 방법으로 사용 된 졸 – 겔 공정을 1986 년에 더욱 발전 시켜서 개발했다. 여기서 출발 물질은 유독 한 테트라 메틸 오르토 실리케이트 (TMOS)로, 오르토 규산 및 메탄올로 천천히 가수 분해된다. 하기 반응식은 촉매를 첨가 한 후 정의 된 양의 물을 사용한다.

결과적으로, 물은 실리카로부터 분리되고 SiO2 사면체가 형성된다. 이들은 젤을 형성하는 네트워크입니다. 생성 된 알로 겔의 건조는 다시 메탄올이 239.4 ℃ 및 80.9 bar의 임계 값을 갖는 키 슬러 방법과 동일하다. 이와 같이 형성된 에어로겔의 특성, 특히 구조 및 밀도는 촉매의 선택, pH 또는 사용되는 물질, 특히 메탄올의 비율에 의해 조절 될 수있다. 절차는 오늘 DESY와 Lund에서 사용됩니다.

기타 절차
또 다른 과정에서 Berkeley 소재 California 대학의 Arlon Hunt 연구 그룹은 테트라 에틸 오르토 실리케이트 (TEOS)의 독성 TMOS 대신 에어로젤 피스를 생산합니다. 또한, 가연성 에탄올은 이산화탄소로 대체되어 매우 많은 시간을 소비합니다. 한 가지 장점은 31 ℃에서 이산화탄소의 임계 온도가 상대적으로 낮기 때문에 건조 공정이 상당히 용이하다는 것입니다.

Ludwigshafen am Rhein의 BASF에서 또 다른 공정이 사용되고 있는데, 특히 직경이 약 1 ~ 6 밀리미터이고 밀도가 약 200kg / m 3 인 에어로겔 펠렛 (과립)이 생산됩니다. 황산과 규산 나트륨은 피스톤에 혼합 노즐로 분무하여 반응시킨다. 이것은 후 처리에 의해 씻겨 내야하는 알칼리 염의 형성을 유도한다. 이 공정의 이점은 비교적 낮은 비용에 있으며, 단점은 특히 과립의 광학 특성에서 더욱 악화되는 것이다.

탄소 에어로젤 (CRF)은 주로 레조 르시 놀 – 포름 알데히드 에어로젤 (RF)의 열분해에 의해 생성됩니다. 레조 르시 놀 – 포름 알데히드 에어로젤의 제조에서,보다 저렴한 공기 건조가 초 임계 건조 대신 사용될 수있다.

응용 프로그램
에어로젤의 굴절률은 가스, 액체 또는 통상적 인 고체에 의해 달성 할 수없는 범위 내에 있기 때문에, 이들은 체렌 코프 검출기에 대한 소위 라디에이터 물질로서 중요한 역할을한다. 카본 에어로젤은 또한 일차 및 연료 전지, 자동차 촉매 및 수퍼 커패시터의 전극 재료에 대한 재료 연구에서 높은 전기 전도도 및 안정성으로 인해 사용됩니다.

저장 매체
높은 다공성으로 인해 에어로젤은 가스 및 고체에 대한 저장 가능성을 보존하기 위해 처음 개발되었습니다. 1960 년대 에어로젤은 액체 로켓 연료의 저장 매체로서 적합성 여부를 테스트했습니다.

필터링
미세 구조로 인해 에어로젤은 가장 작은 먼지 입자를 모으기위한 매트릭스로 사용할 수 있습니다. 따라서 그들은 “혜성 먼지 우주선”Stardust에 탑승했었다. 포획 된 먼지 입자와 분자는 에어로겔에서 천천히 감속되기 때문에 열에 의해 파괴되지 않습니다. 그래서 성공했습니다. 에이. 또한 혜성 (야생 2)에서 지구로 물질을 가져 오지 않고 처음으로.

단열재
특히 규산염 에어로젤은 열전도도가 매우 낮으므로 특수 용도 (예 : 투명 단열재)의 절연재로 자주 사용됩니다. 2013 년 초부터 에어로졸 알갱이가 첨가 된 특수 석고가 스위스에서 판매되었습니다.

화장품 및 헤어 케어
실리카 실릴 레이트로 제조 된 미세한 소수성 에어로겔 입자는 화장품 중 파우더 고정 및 헤어 케어의 볼륨 및 스타일링 분말로 사용됩니다.

조제
약제 학적 실리카 에어로젤은 건조제 및 용제뿐만 아니라 담체로도 사용됩니다.
에어로젤은 다양한 용도로 사용됩니다.

2004 년에 약 2 천 5 백만 달러의 에어 젤 절연 제품이 판매되었는데, 2013 년에는 약 5 억 달러로 증가했습니다. 이는 현재이 물질의 경제적 실질적인 영향을 나타냅니다. 산업용 단열재뿐만 아니라 건축 및 건설 부문의 에어로졸 솔루션으로 기존의 단열재를 대체 할 수있는 잠재력은 상당히 중요합니다.

세밀한 형태로 절연체를 채광창에 추가하십시오. Georgia Institute of Technology의 2007 Solar Decathlon House 프로젝트는 반투명 지붕에 에어로젤을 절연체로 사용했습니다.

유출 물을 정화하기위한 화학 흡착기.
촉매 또는 촉매 담체.
실리카 에어로젤은 이미징 장치, 광학 및 광 가이드에 사용할 수 있습니다.
중금속 제거에 사용되는 높은 표면적과 다공성으로 인한 여과 재료.
일부 페인트 및 화장품의 농축 제.
에너지 흡수재의 구성 요소.
미국 내셔널 점화 시설 용 레이저 타겟.
트랜스 듀서, 스피커 및 레인지 파인더 용 임피던스 정합기에 사용되는 재료.
에어로젤 ‘담요’의 상업적 제조는 부서지기 쉬운 에어로겔을 내구성 있고 유연한 소재로 바꾸는 실리카 에어로젤과 섬유 강화재를 결합하여 2000 년 경에 시작되었습니다. 제품의 기계적 및 열적 특성은 보강 섬유, 에어로젤 매트릭스 및 복합체에 포함 된 불투명도 첨가제의 선택에 따라 달라질 수 있습니다.
NASA는 스타 더스트 우주선에 우주 먼지 입자를 가두기 위해 에어로젤을 사용했습니다. 입자는 고체와의 충돌시 증발하고 가스를 통과하지만 에어로젤에 갇힐 수 있습니다. NASA는 또한 화성 탐사선과 우주복의 보온을 위해 에어로젤을 사용했습니다.
미 해군은 에어로젤 속옷을 다이버를위한 수동 열 보호제로 평가하고 있습니다.
KEKB의 Belle Experiment에서 Belle detector의 ACC 시스템과 같은 Cherenkov 효과 감지기의 라디에이터로서의 입자 물리학에서 에어로젤의 적합성은 굴절률이 낮고 가스와 액체 사이의 간격을 채우며 투명성과 고체 상태를 유지함으로써 극저온 액체 나 압축 가스보다 사용하기가 더 쉽다. 저 질량은 또한 우주 임무에 유리합니다.
레조 르시 놀 – 포름 알데히드 에어로젤 (페놀 포름 알데히드 수지와 화학적으로 유사한 중합체)은 탄소 에어로젤의 제조를위한 전구체 또는 표면이 큰 유기 절연체가 필요한 경우에 사용됩니다. 그들은 표면적이 약 600 m2 / g 인 고밀도 재료로 나타납니다.
하이드로 겔에 전이 금속 이온을 포함하는 용액을 함침시키고 그 결과에 감마선을 조사함으로써 제조 된 금속 – 에어로젤 나노 복합체는 금속의 나노 입자를 침전시킨다. 이러한 복합 재료는 촉매, 센서, 전자파 차폐 및 폐기물 처리에 사용될 수 있습니다. 백금 – 탄소 촉매의 장래의 사용은 연료 전지에있다.
생체 적합성으로 인한 약물 전달 시스템. 높은 표면적과 다공성 구조로 인해 약물은 초 임계 CO2에서 흡착 될 수 있습니다. 약물의 방출 속도는 에어로겔의 성질을 변화시킴으로써 조절할 수있다.
탄소 에어로젤은 소형 전기 화학 이중층 수퍼 커패시터의 제작에 사용됩니다. 에어로겔의 표면적이 크기 때문에 이들 커패시터는 비슷한 정격 전해 커패시터 크기의 1 / 2000 ~ 1 / 5000 일 수 있습니다. 에어로젤 수퍼 커패시터는 정상 수퍼 커패시터와 비교할 때 매우 낮은 임피던스를 가지며 매우 높은 피크 전류를 흡수하거나 생성 할 수 있습니다. 현재, 이러한 커패시터는 극성에 민감하며 약 2.75V보다 큰 동작 전압을 달성하기 위해 직렬로 배선해야한다.
던롭 스포츠 (Dunlop Sport)는 테니스, 스쿼시, 배드민턴을 위해 라켓에서 에어로젤을 사용합니다.
수질 정화에서, 칼코 겔은 중금속 오염 물질 인 수은, 납 및 카드뮴을 물에서 흡수하는 것으로 나타났습니다.
에어로젤은 초 유체 헬륨 3에 장애를 일으킬 수 있습니다.
항공기 제빙에서 새로운 제안은 탄소 나노 튜브 에어로젤을 사용합니다. 얇은 필라멘트를 와인 더에 회전시켜 A4 용지와 동일한 두께 10 마이크론의 필름을 만듭니다. 점보 제트의 날개를 감싸는 데 필요한 재료의 양은 80 그램 (2.8 온스)입니다. 에어 젤 히터는 얼음이 형성되는 것을 방지하기 위해 낮은 전력으로 지속적으로 방치 될 수 있습니다.
Chevrolet Corvette (C7)의 단열 전송 터널.
CamelBak은 에어 스포츠 젤을 열 스포츠 병의 단열재로 사용합니다.
45 North는 Sturmfist 5 사이클 장갑에서 손바닥 절연재로 에어로젤을 사용합니다.

안전
실리카 기반 에어로젤은 발암 성 또는 독성이없는 것으로 알려져 있습니다. 그러나, 이들은 눈, 피부, 호흡 기관 및 소화 기계에 기계적 자극제입니다. 작은 실리카 입자는 흡입시 규폐증을 유발할 수 있습니다. 또한 피부, 눈, 점막의 건조를 유도 할 수 있습니다. 따라서 노출 된 에어로젤을 취급하거나 처리 할 때마다 호흡기 보호 장비, 장갑 및 눈 보호 안경을 착용하는 것이 좋습니다.