シリカエアロゲルの追加製造
Shanyu Zhao1, Gilberto Siqueira2, Sarka Drdova3,4
1Laboratory for Building Energy Materials and Components, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Empa, Dübendorf, Switzerland. shanyu.zhao@empa.ch.
Nature
|August 21, 2020
まとめ
研究者らは,小型化されたシリカエアロゲルオブジェクトを3Dプリントするための直接インク書き方を開発しました. この技術は脆さを克服し,高度な保温と機能的なデバイスの正確な製造を可能にします.
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 化学工学
背景:
- シリカエアロゲルは,超低熱伝導性と多孔性構造により,特異的な耐熱性を提供します.
- 固有の脆さと処理上の課題により,高度なアプリケーションでは小型化が困難です.
- 現在の方法では 細かいシリカエロゲルの部品を 精密に鋳造することが困難です
研究 の 目的:
- ミニチュア化されたシリカエアロゲルの製造プロトコルの開発
- マイクロスケールのアプリケーションのための伝統的なシリカエアロゲル処理の限界を克服する.
- 3Dプリント機能のシリカエアロゲルコンポーネントの実現性を実証する.
主な方法:
- シリカエロゲル粉とシリカナノ粒子サスペンション (sol) を使用した直接インク書き込みプロトコルが開発されました.
- インクの配列は,精密印刷のためのシア薄め特性を示した.
- アンモニアの大気中の印刷後の凝縮は,エアロゲルの形成を容易にした.
主要な成果:
- ミニチュア化された純粋なシリカエアロゲルのオブジェクトは,成功裏に保持された性質で製造されました.
- 印刷されたエアロゲルは超低熱伝導率 (15.9 mW m−1 K−1) と高表面積 (751 m2 g−1) を維持した.
- 機能的なナノ粒子は簡単に組み込まれ,印刷されたオブジェクトは熱管理と触媒の潜在能力を示しました.
結論:
- ダイレクトインクライティングは,以前の製造制約を克服し,シリカエアロゲルを小型化するための実用的な経路を提供します.
- 開発されたプロトコルは,複雑で高性能のシリカエアロゲルマイクロ構造の生産を可能にします.
- この進歩は,マイクロデバイス,熱管理,環境修復における新しい応用の可能性を開きます.
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