Aerogelio neaustinis audinys yra funkcinė medžiaga, pagaminta sujungiant aerogelio daleles/pluoštus su tradiciniais pluoštais (pvz., poliesteriu, viskozėmis, aramidu ir kt.) verpimo būdu. Pagrindinis jo privalumas yra tai, kad jis sujungia aerogelio „itin lengvą ir itin mažą šilumos laidumą“ su verpimo būdu pagaminto neaustinio audinio „minkštumu, laidumu orui ir lengvu apdorojimu“. Jis ne tik išsprendžia tradicinio aerogelio (bloko, miltelių pavidalo) problemas, susijusias su trapumu ir sudėtingumu formuoti, bet ir kompensuoja įprasto neaustinio audinio trūkumus, susijusius su šilumos izoliacija ir šilumos išsaugojimu. Todėl jis plačiai naudojamas tais atvejais, kai reikalinga „efektyvi šilumos izoliacija + lankstus sukibimas“.
Šiltų drabužių ir lauko įrangos laukas
Dėl „mažo šilumos laidumo + lankstumo“ aerogelio neaustinės medžiagos idealiai tinka aukštos klasės šilumos izoliacinėms medžiagoms, ypač tinkančioms drabužiams ir įrangai, kuriems keliami aukšti „lengvo svorio šilumos išlaikymo, laidumo orui ir nelankstumo“ reikalavimai. Pagrindinės taikymo sritys yra šios:
1. Aukštos klasės šiluminių drabužių tarpsluoksnis
➤Lauko pūkinės striukės / vėjastriukės: Tradicinės pūkinės striukės šildo pūkų purumu. Jos yra sunkios ir jų šilumos išlaikymas smarkiai sumažėja, kai jos veikiamos drėgmės. Aerogelio neaustinis audinys (paprastai kurio paviršiaus tankis yra 30–80 g/㎡) gali būti naudojamas kaip tarpsluoksnis, sumaišytas su pūkais arba naudojamas vienas. Jo šilumos laidumas yra vos 0,020–0,030 W/(m · K), tai yra tik 1/2–2/3 pūkų šilumos laidumo. Jis gali sumažinti drabužių svorį 30–50 %, išlaikant tą patį šilumos izoliacijos efektą. Be to, jis vis tiek išlaiko stabilią šilumos izoliaciją, kai yra veikiamas drėgmės, todėl tinka ekstremalioms lauko sąlygoms, tokioms kaip didelis aukštis, lietus ir sniegas.
➤Apatiniai/namų apranga: Žieminiams terminiams apatiniams aerogelio neaustinis audinys gali būti pagamintas į ploną (20–30 g/㎡) rišamąjį sluoksnį. Kai jis prilimpa prie odos, nejaučiamas svetimkūnis, tuo pačiu metu jis blokuoja kūno šilumos praradimą, pasiekdamas „lengvą šilumą be apimties“. Be to, verpimo proceso metu užtikrinamas kvėpavimas gali padėti išvengti prakaito susilaikymo problemos, būdingos tradiciniams terminiams apatiniams.
➤Vaikų drabužiai: Vaikai pasižymi dideliu fiziniu aktyvumu, todėl jiems keliami aukšti reikalavimai drabužių minkštumui ir saugumui. Aerogelinis neaustinis audinys nedirgina odos ir yra lankstus, todėl gali būti naudojamas kaip vaikų pūkinių striukių ir medvilninių drabužių pamušalas. Jis ne tik užtikrina šilumos išlaikymą, bet ir apsaugo nuo odos alergijų, kurias gali sukelti tradicinės izoliacinės medžiagos (pvz., cheminio pluošto medvilnė).
2. Lauko įrangos izoliacijos komponentai
➤Miegmaišio vidinis įdėklas / batų medžiagos izoliacinis sluoksnis: lauko miegmaišiai turi subalansuoti šilumą ir nešiojamumą. Aerogelinis neaustinis audinys gali būti pagamintas iš miegmaišių vidinių įdėklų. Sulankstyto tūrio jis sudaro tik 1/4 tradicinių medvilninių miegmaišių tūrio, todėl tinka žygiams su kuprine ir stovyklavimui. Žygio batuose jis gali būti naudojamas kaip liežuvėlio ir kulno vidinis pamušalas, kad pėdų šiluma neišsisklaidytų per batų korpusą.
Tuo pačiu metu, dėl savo laidumo orui, pėdos neprakaituoja ir nesudrėksta.
Pirštinių/kepurių terminis pamušalas: Žieminės lauko pirštinės ir kepurės turi atitikti rankų/galvos linkius. Aerogelinis neaustinis audinys gali būti tiesiogiai supjaustytas atitinkama forma ir naudojamas kaip pamušalo medžiaga, kuri ne tik užtikrina pirštų galiukų, ausų galiukų ir kitų šąlančių dalių šilumą, bet ir neturi įtakos rankų judesių lankstumui (tradicinis blokinis aerogelis netinka išlenktoms dalims).
Pramoninės izoliacijos ir vamzdynų izoliacijos sritis
Pramoninėse situacijose aukštos temperatūros įrangos ir vamzdynų izoliacija ir šilumos išsaugojimas turi atsižvelgti į „didelį efektyvumą ir energijos taupymą + saugumą ir ilgaamžiškumą“. Palyginti su tradicinėmis izoliacinėmis medžiagomis (pvz., akmens vata ir stiklo vata), aerogelio neaustinis audinys yra lengvesnis, nedulka ir lengviau montuojamas. Pagrindinės jo taikymo sritys:
1.Lankstus izoliacinis sluoksnis aukštos temperatūros vamzdynams / įrangai
➤Cheminiai/elektriniai vamzdynai: Cheminės reakcijos induose ir elektrinių garo vamzdynuose (temperatūra 150–400 ℃) izoliacijai tradiciškai naudojami akmens vatos vamzdžių apvalkalai, kuriuos sunku montuoti ir kurie linkę į dulkių taršą. Aerogelinis neaustinis audinys gali būti susuktas į ritinius arba rankoves ir tiesiogiai suvyniotas arba apvyniotas aplink vamzdžių paviršių. Dėl savo lankstumo jis gali prisitaikyti prie sudėtingų dalių, tokių kaip vamzdžių lenkimai ir jungtys, neišskiriant dulkių. Be to, jis pasižymi dideliu šilumos izoliacijos efektyvumu, kuris gali sumažinti vamzdžių šilumos nuostolius 15–25 % ir sumažinti įmonių energijos suvartojimo sąnaudas.
➤Vietinė mechaninės įrangos izoliacija: Vietiniams aukštos temperatūros įrangos komponentams, tokiems kaip varikliai ir katilai (pvz., išmetimo vamzdžiai ir šildymo vamzdžiai), prie nelygių paviršių reikia klijuoti izoliacines medžiagas. Aerogelinis neaustinis audinys gali būti supjaustytas ir prisiūtas, kad tilptų prie komponentų, išvengiant tarpų, kurių negali padengti tradicinės standžios izoliacinės medžiagos (pvz., keraminės pluošto plokštės), ir tuo pačiu metu apsaugant operatorius nuo nudegimų liečiant aukštos temperatūros komponentus.
2. Pramoninių krosnių/orkaičių pamušalas
➤Mažos pramoninės krosnys / džiovinimo įranga: tradicinių krosnių vidinis pamušalas dažniausiai yra storos ugniai atsparios plytos arba keraminio pluošto antklodės, kurios yra sunkios ir pasižymi dideliu šilumos laidumu. Aerogelio neaustinis audinys gali būti sumaišytas su aukštai temperatūrai atspariais pluoštais (pvz., aramido ir stiklo pluoštu), kad būtų pagaminti lengvi pamušalai, kurių storis siekia tik 1/3–1/2 tradicinių medžiagų storio. Tai ne tik sumažina šilumos išsklaidymą krosnyse ir pagerina šildymo efektyvumą, bet ir sumažina bendrą krosnių svorį bei pailgina įrangos tarnavimo laiką.
Elektronika ir nauji energijos laukai
Elektronikos ir naujiems energetikos gaminiams keliami griežti „šilumos izoliacijos apsaugos + saugos, atsparumo liepsnai“ reikalavimai. Aerogelinis neaustinis audinys gali patenkinti dvejopus „lanksčios šilumos izoliacijos + izoliacijos atsparumo liepsnai“ reikalavimus, reguliuodamas pluošto santykį (pvz., pridedant liepsną slopinančių pluoštų). Konkretus pritaikymas yra toks:
1.Ličio baterijų apsauga nuo perkaitimo
➤Šilumos izoliacijos pagalvėlė akumuliatorių blokui: Kai naujos energijos transporto priemonės akumuliatorius kraunamas, išsikrauna arba patiria šilumos išbėgimą, akumuliatoriaus elementų temperatūra gali staiga pakilti virš 500 ℃, o tai gali lengvai sukelti grandininę reakciją tarp gretimų elementų. Iš aerogelio susukto neaustinio audinio galima pagaminti specialios formos šilumos izoliacijos pagalvėles, kurios gali būti dedamos tarp akumuliatoriaus elementų arba tarp akumuliatoriaus elementų ir išorinio bloko apvalkalo. Dėl efektyvios šilumos izoliacijos jis sulėtina šilumos perdavimą, sutrumpina akumuliatoriaus valdymo sistemos (BMS) išjungimo ir aušinimo laiką bei sumažina gaisro ir sprogimo riziką. Tuo pačiu metu dėl savo lanksčių savybių jis gali prisitaikyti prie mažų tarpų akumuliatoriaus elementų išdėstyme, išvengiant atsiskyrimo problemos, kurią sukelia tradicinių standžių izoliacinių medžiagų (pvz., keraminių lakštų) vibracija.
➤Energijos kaupimo akumuliatorių modulių izoliacijos sluoksnis: Didelio masto energijos kaupimo jėgainių akumuliatorių moduliai turi veikti ilgą laiką. Aerogelio neaustinis audinys gali būti naudojamas kaip izoliacinis barjeras tarp modulių, kad vieno modulio generuojama šiluma nepaveiktų aplinkinių modulių gedimo atveju. Be to, jo atsparumas ugniai (UL94 V-0 lygį galima pasiekti reguliuojant pluoštus) gali dar labiau padidinti energijos kaupimo sistemos saugumą.
2. Elektroninių komponentų šilumos išsklaidymo / izoliacijos apsauga
➤Vartotojų elektronika (mobilieji telefonai, kompiuteriai): Kai veikia mobiliųjų telefonų procesoriai ir kompiuterių centriniai procesoriai, vietinė temperatūra gali siekti 60–80 ℃. Tradicinės šilumos išsklaidymo medžiagos (pvz., grafito lakštai) gali tik praleisti šilumą ir negali užkirsti kelio šilumos perdavimui į korpusą. Iš aerogelio susukto neaustinio audinio galima pagaminti plonus (10–20 g/㎡) šilumos izoliacijos lakštus, kurie tvirtinami tarp lusto ir korpuso, kad būtų blokuojamas šilumos perdavimas į korpusą ir kad vartotojams nekiltų karštis jį liečiant. Tuo pačiu metu jo laidumas orui gali padėti lustui išsklaidyti šilumą ir neleisti kauptis šilumai.
➤LED apšvietimo įranga: Ilgai veikiantys LED karoliukai generuos šilumą, o tai turės įtakos jų tarnavimo laikui. Aerogelio neaustinis audinys gali būti naudojamas kaip vidinis LED lempų izoliacijos sluoksnis, neleidžiantis lempos karoliukų šilumai patekti į lempos korpusą. Tai ne tik apsaugo korpuso medžiagą (pvz., plastikinį korpusą, kad būtų išvengta senėjimo dėl aukštos temperatūros), bet ir sumažina nudegimų riziką vartotojams liečiant lempas.
Medicinos ir sveikatos priežiūros sritis
Medicininėje srityje keliami itin aukšti medžiagų „saugumo (nedirginimo, sterilumo) ir funkcionalumo (šilumos izoliacijos, laidumo orui)“ reikalavimai. Aerogelinis neaustinis audinys, pasižymintis „lankstumu + mažu alergiškumu + kontroliuojama šilumos izoliacija“, atlieka svarbų vaidmenį medicininėje apsaugoje ir reabilitacijoje.
1.Medicininė šilumos izoliacija ir apsauginė įranga
➤Chirurginis paciento terminis antklodė: operacijos metu paciento kūno paviršius yra atviras, o tai gali lengvai paveikti chirurginio gydymo rezultatus ir pooperacinį atsigavimą dėl hipotermijos. Aerogelio susuktas neaustinis audinys gali būti pagamintas iš vienkartinių medicininių terminių antklodžių, skirtų uždengti nechirurgines pacientų sritis. Dėl itin efektyvios šilumos izoliacijos savybių sumažėja šilumos nuostoliai nuo kūno paviršiaus, o laidumas orui neleidžia pacientams prakaituoti. Be to, medžiagą galima sterilizuoti etileno oksidu, taip laikantis medicininio sterilumo standartų ir išvengiant kryžminės infekcijos.
➤Žemos temperatūros medicininės apsauginės pirštinės: tokiose situacijose kaip krioterapija (pvz., skysto azoto krioterapija strazdanoms šalinti) ir vaistų transportavimas šaltoje grandinėje, operatoriai turi liestis su žemos temperatūros objektais (nuo -20 ℃ iki -196 ℃). Tradicinės pirštinės nepakankamai gerai išlaiko šilumą ir yra sunkios. Aerogelinis neaustinis audinys gali būti naudojamas kaip vidinis pirštinių sluoksnis, užtikrinantis lankstų rankų veikimą, tuo pačiu blokuojant žemos temperatūros laidumą ir apsaugant rankas nuo nušalimų.
2. Reabilitacinės priežiūros šilumos izoliacinės pagalbinės medžiagos
➤Nudegimų/plikymų reabilitacijos tvarsčiai: Nudegimų pacientų odos barjeras yra pažeistas, todėl būtina vengti staigių žaizdos temperatūros pokyčių ar išorinių dirgiklių. Aerogelinis neaustinis audinys gali būti naudojamas kaip išorinis reabilitacinių tvarsčių izoliacinis sluoksnis, kuris ne tik palaiko pastovią temperatūros aplinką žaizdos srityje (padeda audinių atstatymui), bet ir izoliuoja šalto oro ar šilumos šaltinių dirgiklius iš išorės į žaizdą. Tuo pačiu metu jo minkštumas gali tikti išlenktoms kūno dalims (pvz., sąnarių žaizdoms), o laidumas orui gali sumažinti infekcijos, kurią sukelia žaizdų užsikimšimas, riziką.
➤Karštų/šaltų kompresų pleistrų nešėjai: Tradiciniai karštų kompresų pleistrai yra linkę nudeginti dėl koncentruotos šilumos, o šalti kompresų pleistrai gali sukelti diskomfortą dėl greito žemos temperatūros laidumo. Aerogelio neaustinis audinys gali būti tarpinis buferinis sluoksnis karštų/šaltų kompresų pleistrams. Kontroliuodamas šilumos/šalčio laidumo greitį, jis leidžia lėtai išskirti temperatūrą, pailgina komforto laiką ir prilimpa prie odos be dirginimo.
Statybos ir namų apstatymo sritis
Pastatų energijos taupymo ir namų šiltinimo scenarijuose „lanksti ir paprasta konstrukcija + labai efektyvi šilumos izoliacija“ aerogelio neaustinio audinio savybės gali išspręsti sudėtingos konstrukcijos ir lengvo tradicinių pastatų šiltinimo medžiagų (pvz., ekstruzinio polistireno plokščių ir šiltinimo skiedinio) įtrūkimo problemas. Pagrindinės taikymo sritys:
1. Pastato energiją taupantis izoliacijos sluoksnis
➤Vidinių/išorinių sienų izoliacija: Tradicinei išorinių sienų izoliacijai dažniausiai naudojamos standžios plokštės, kurias reikia pjauti ir klijuoti statybos metu, ir jose yra linkusios susidaryti šiluminiai tilteliai jungtyse. Aerogelinis neaustinis audinys gali būti susuktas į ritinius ir tiesiogiai priklijuotas prie vidinių arba išorinių sienų pagrindo. Dėl savo lankstumo jis gali uždengti sienų plyšius, kampus ir kitas dalis, efektyviai blokuodamas šiluminius tiltelius. Be to, jis yra lengvas (apie 100 g/㎡) ir nedidina sienos apkrovos, todėl tinka senų namų renovacijai arba lengviems pastatams.
➤Durų ir langų sandarinimo ir izoliacinės juostelės: durų ir langų tarpai yra vienas iš pagrindinių energijos suvartojimo šaltinių pastatuose. Aerogelio neaustinis audinys gali būti derinamas su guma ir kempine, kad būtų pagamintos sandarinimo ir izoliacinės juostelės, kurias galima įterpti į durų ir langų tarpus. Tai ne tik užtikrina sandarumą ir oro pratekėjimo prevenciją, bet ir sumažina šilumos perdavimą per tarpus dėl aerogelio izoliacinių savybių, taip padidinant patalpų temperatūros stabilumą.
2. Namų izoliacijos gaminiai
➤Šaldytuvų/šaldiklių vidinis izoliacinis sluoksnis: Tradicinių šaldytuvų izoliacinis sluoksnis dažniausiai pagamintas iš storo poliuretano putplasčio, pasižyminčio gana dideliu šilumos laidumu. Aerogelinis neaustinis audinys gali būti naudojamas kaip pagalbinis šaldytuvo vidinio sluoksnio izoliacinis sluoksnis. Jis tvirtinamas tarp putplasčio sluoksnio ir vidinio sluoksnio, taip sustiprinant izoliacijos efektą esant tokiam pačiam storiui arba sumažinant putplasčio sluoksnio storį ir padidinant šaldytuvo vidinį tūrį, išlaikant tą patį izoliacijos efektą.
➤Buitinių vamzdžių/vandens bakų izoliaciniai dangčiai: saulės vandens bakus ir karšto vandens vamzdžius namuose reikia izoliuoti, kad sumažėtų šilumos nuostoliai. Iš aerogelio susukto neaustinio audinio galima pagaminti nuimamus izoliacinius dangčius, kurie gali būti dedami ant vamzdžių ar vandens bakų paviršiaus. Juos lengva sumontuoti ir išardyti, be to, jie pasižymi geresnėmis šilumos izoliacijos savybėmis nei tradiciniai medvilninio audinio izoliaciniai dangčiai. Jie nėra linkę senėti ar deformuotis po ilgalaikio naudojimo.
Pagrindinis taikymasaerogelio verpimo neaustinis audinysyra „pasiekti efektyvią šilumos izoliaciją lanksčia forma“. Jos esmė – įveikti aerogelio liejimo apribojimus naudojant verpimo procesą, tuo pačiu suteikiant tradiciniam neaustiniam audiniui aukščiausios klasės funkcionalumą. Didėjant „lengvų, efektyvių ir lanksčių“ medžiagų paklausai tokiose pramonės šakose kaip nauja energetika, aukščiausios klasės gamyba ir lauko įranga, jų taikymas išsiplės į labiau specializuotas sritis (pvz., lanksčių energijos kaupimo įrenginių izoliacija, mikroelektronikos komponentų apsauga ir lengva izoliacija aviacijos ir kosmoso pramonei ir kt.), o jų būsimas plėtros potencialas yra didelis.
Įrašo laikas: 2025 m. rugsėjo 17 d.