ايروژل هاي پليمري: تهيه، خواص و كاربردها

Polymeric aerogels: preparation, properties, and applications

ايروژل ها موادي با ساختار نانو محسوب مي شوند كه كمترين چگالي را نسبت به ساير مواد به خود اختصاص داده اند. با توجه به ساختار و تركيب اين مواد، آنها داراي كاربردهاي ويژه اي در زمينه هاي مختلف هستند. در مرحله اول، ايروژل ها با شيمي متداول سل-ژل و در دماي كم سنتز مي شوند. در مرحله نهايي، كه اغلب ژل ها با تبخير معمولي خشك شده و زروژل ها توليد م يشوند، ايروژل ها با فرايند خشك كردن ابربحراني خشك مي شوند. اين مواد با چگالي حجمي معادل 0/003-0/35 g/cm3 به عنوان سبك ترين مواد جامد شناخته شده اند. همچنين، ايروژل ها نسبت به ساير مواد جامد، كمترين مقدار رسانندگي گرمايي را دارند. ايروژل هاي پليمري دسته اي از ايروژل ها هستند كه براساس تركيب شيميايي به چند دسته از جمله رزورسينول-فرمالدهيد، پليي‌ورتان، سلولوزي، پليمرهاي داراي پيوند عرضي و ايروژل هاي حاوي زيست پليمرها تقسيم بندي م يشوند. بسته به نوع فرايند، ساختار و خواص فيزيكي و مكانيكي ايجاد شده، اين نانومواد م يتوانند در صنايع مختلف از جمله الكترونيك، اپتيك، مكانيك، هوافضا، پزشكي و دارويي و ساير صنايع استفاده شوند. در اين مقاله، ابتدا به طور اجمالي به فرايند كلي توليد ايروژل ها و سپس به انواع ايروژل هاي پليمري، فرايندهاي توليد، خواص آنها و در نهايت به كاربردهاي ويژه اين نانومواد اشاره شده است.

Aerogels are nanostructured materials with the lowest density compared to other materials and according to their composition, they have special applications in different fields. Aerogels are synthesized in a first step by low-temperature traditional sol-gel chemistry. While in the final step most wet gels are dried by evaporation to produce xerogels, aerogels are dried by other techniques, essentially supercritical drying. These materials with bulk density of 0.003-0.35 g/cm3 are known as the lightest solid materials. Also, aerogels have the lowest thermal conductivity in comparison with other solid materials. Some polymeric nanoaerogels are: resorcinol-formaldehyde, polyurethane, cellulosic, cross-linked polymer and biopolymer-containing aerogels. Depending on the synthesis process, structure, physical and mechanical properties, these nanomaterials can be used in various industries including electronics, optics, mechanics, aerospace, medical, pharmaceutical and etc. In this paper, the aerogel production procedure is briefly reviewed and then types of polymeric aerogels, their synthesis, properties and special applications are summarized.