Máy bay và phương tiện vũ trụ phải càng nhẹ càng tốt. Điều này giúp các phương tiện di chuyển nhanh hơn và tiêu thụ ít nhiên liệu hơn. Một loại vật liệu đặc biệt như vậy là khí gel silica. Vật liệu này cực kỳ nhẹ nhưng đồng thời cũng đáng kể về độ bền.
Cải Thiện Cách Nhiệt
Khí gel silica hoạt động theo một cách nào đó tương tự như một chiếc chăn siêu cách nhiệt, giúp giữ cho vật duy trì ở trạng thái ấm hoặc mát. Trên máy bay và tàu vũ trụ, nhiều bộ phận có thể trở nên rất nóng (hoặc rất lạnh), thường ở mức độ mà con người không thể chịu đựng được. Đây sẽ là một vấn đề nếu nhiệt lan truyền đến những nơi không mong muốn. Khí gel silica có thể giúp ngăn chặn hiện tượng này bằng cách giữ nhiệt ở bên trong hoặc bên ngoài.
Các Ứng Dụng Hàng Không Vũ Trụ Nhẹ
Trong việc chế tạo máy bay hoặc tên lửa, mỗi cân nặng thừa đều có ý nghĩa. Các bộ phận nặng hơn đòi hỏi nhiều nhiên liệu hơn, khiến các chuyến bay trở nên tốn kém và khó khăn hơn. Khí gel silica thật đáng kinh ngạc: vật liệu này rất nhẹ, xốp (đến 99,8% là không khí) và là chất cách nhiệt hoặc lưu trữ nhiệt cực kỳ hiệu quả. Cấu trúc của nó chủ yếu gồm không khí, do đó làm cho nó cực kỳ nhẹ.
Việc ứng dụng khí gel silica
Khí gel silica là một vật liệu xốp cao độ, siêu nhẹ, trông gần như thể rắn — cấu trúc của nó tương tự như một đám mây. Đây là một trong những chất cách nhiệt tốt nhất (có khả năng ngăn chặn sự truyền nhiệt qua nó). Đó là chăn Aerogel lý do khiến khí gel silica trở nên vô cùng quý giá trong kỹ thuật hàng không vũ trụ, nơi việc duy trì nhiệt độ và giảm trọng lượng là hai yếu tố then chốt.
Ứng dụng khí gel silica trong tàu vũ trụ
Có một số lợi thế thú vị đi kèm với việc sử dụng tấm cách nhiệt bằng vải khí làm vật liệu cho thiết kế tàu vũ trụ. Trọng lượng cực kỳ nhẹ của nó là một trong những lợi ích chính. Vì chủ yếu được cấu tạo từ không khí, khí silica aerogel cũng nhẹ hơn nhiều so với các vật liệu khác có thể thực hiện cùng chức năng. Điều này đặc biệt quan trọng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, nơi mỗi pound (0,45 kg) tăng thêm đều làm gia tăng chi phí và lượng nhiên liệu cần thiết để phóng tàu vũ trụ.
Kết luận
Để giải quyết vấn đề dễ vỡ, một cải tiến khác là xử lý bề mặt bằng phương pháp số 28, chải hoặc phun nhiệt một lớp bảo vệ lên bề mặt silica aerogel. Lớp phủ này còn đóng vai trò như một rào cản ngăn nước thấm vào aerogel và giảm khả năng vật liệu bị bở vụn. Lớp phủ cũng giúp giá chăn aerogel bám dính chắc chắn hơn vào các vật liệu khác trên tàu vũ trụ, đây là một đặc tính then chốt nhằm chế tạo các bộ phận bền vững, không bị lệch vị trí khỏi nơi quy định.
