先做一個簡單的科普：氣凝膠是個什麼東西。長得像果凍，摸起來手感像塑膠泡沫，一捏就碎，抗壓但不抗剪力。氣凝膠是一種多孔的固體，非常非常輕，具有很好的隔熱效果。我們實驗室做的長這樣：生產過程裡，一般先製成醇凝膠（泡在乙醇或類似的溶劑裡，溼的），然後乾燥，液體消失，留下來的矽骨架之間形成九曲十八彎的奈米級別小孔洞。由於乙醇和二氧化矽之間近乎完美的潤溼，被吸收的液體層和奈米級的孔隙半徑這兩個因素結合會導致巨大的毛細管力，所以常溫常壓的乾燥會造成非常嚴重的骨架收縮和斷裂。視覺效果上，就是成品有變形而且顏色不那麼通透。做出來的東西我們管它叫做xerogel而不是aerogel。如果是水凝膠，可以用常壓高溫的方法乾燥。然而中間步驟諸如從hydrogel到alcogel的溶劑交換都還是必要的，而且這樣做出來的東西塊比較小。接下來說重點：超臨界乾燥的好處在於避免了毛細作用，所以能獲得比較大塊而且品相比較好（變形少）的氣凝膠。直接超臨界乾燥的話，是先加壓然後慢慢把溫度提高到乙醇的臨界溫度之上，但這個操作有安全上的隱患：乙醇易燃。所以我們現在用的方法是把超臨界的二氧化碳泵進反應釜，壓強維持在大於二氧化碳和乙醇混合物的臨界壓強，最後可以得到骨架沒有裂隙/坍塌而且比較大塊的aerogel今年暑假正好在做這個專案，如果有興趣的話可以保持聯絡多多交流喔。麼麼噠。Reference: Justin S. Griffin, Drew H. Mills, Martin Cleary, Ryan Nelson, Vincent P. Manno,Marc Hodes, Continuous extraction rate measurements during supercritical CO2drying of silica alcogel, Journal of Supercritical Fluids 94 (2014) 38–47
先做一個簡單的科普：氣凝膠是個什麼東西。長得像果凍，摸起來手感像塑膠泡沫，一捏就碎，抗壓但不抗剪力。氣凝膠是一種多孔的固體，非常非常輕，具有很好的隔熱效果。我們實驗室做的長這樣：生產過程裡，一般先製成醇凝膠（泡在乙醇或類似的溶劑裡，溼的），然後乾燥，液體消失，留下來的矽骨架之間形成九曲十八彎的奈米級別小孔洞。由於乙醇和二氧化矽之間近乎完美的潤溼，被吸收的液體層和奈米級的孔隙半徑這兩個因素結合會導致巨大的毛細管力，所以常溫常壓的乾燥會造成非常嚴重的骨架收縮和斷裂。視覺效果上，就是成品有變形而且顏色不那麼通透。做出來的東西我們管它叫做xerogel而不是aerogel。如果是水凝膠，可以用常壓高溫的方法乾燥。然而中間步驟諸如從hydrogel到alcogel的溶劑交換都還是必要的，而且這樣做出來的東西塊比較小。接下來說重點：超臨界乾燥的好處在於避免了毛細作用，所以能獲得比較大塊而且品相比較好（變形少）的氣凝膠。直接超臨界乾燥的話，是先加壓然後慢慢把溫度提高到乙醇的臨界溫度之上，但這個操作有安全上的隱患：乙醇易燃。所以我們現在用的方法是把超臨界的二氧化碳泵進反應釜，壓強維持在大於二氧化碳和乙醇混合物的臨界壓強，最後可以得到骨架沒有裂隙/坍塌而且比較大塊的aerogel今年暑假正好在做這個專案，如果有興趣的話可以保持聯絡多多交流喔。麼麼噠。Reference: Justin S. Griffin, Drew H. Mills, Martin Cleary, Ryan Nelson, Vincent P. Manno,Marc Hodes, Continuous extraction rate measurements during supercritical CO2drying of silica alcogel, Journal of Supercritical Fluids 94 (2014) 38–47