+- آکادمیا کافه (https://www.academiacafe.com/pf)
+-- انجمن: رشته‌های تحصیلی (https://www.academiacafe.com/pf/Forum-%D8%B1%D8%B4%D8%AA%D9%87%E2%80%8C%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AA%D8%AD%D8%B5%DB%8C%D9%84%DB%8C)
+--- انجمن: مواد و نانو (https://www.academiacafe.com/pf/Forum-%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%AF-%D9%88-%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88)
+--- موضوع: کاربردهای هواژل (Aerogel) (/Thread-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%87%D9%88%D8%A7%DA%98%D9%84-Aerogel)
صفحات
1
2
کاربردهای هواژل (Aerogel) - Mohammadreza - 05-07-2011
توضیح مدیر فروم
در این تاپیک در خصوص هواژل یا Aerogel صحبت خواهد شد. هرچند این مبحث بسیار جالب و شگفت است اما متاسفانه بسیاری از مطالب منتشره درباره آن (مانند کشف سحرآمیز و طول عمر و اهرام مصر و ...) مبنای علمی نداشته و بیشتر حالت تخیل و افسانه پردازی دارند.
A 2.5 kg brick is supported by a piece of aerogel weighing only 2 grams.
چندی پیش در منطقه فینیکس واقع در آریزونا در کشور آمریکا، کشاورزی بنام دیوید هادسون به ماده ی سفید رنگی که در سرتاسر زمینهای زراعی اش گسترده بود مشکوک شد و مقداری از آنرا به آزمایشگاههای معتبر سپرد تا به او بگویند که این ماده سفید رنگ متشکل از چه مواد اولیه ای است. اما در عین ناباوری، پاسخ آزمایشگاه این بود:You Have Pure Nothing یعنی شما یک ماده ای دردست دارید که خالصاً هیچ چیز مشخصی که در جدول عناصر تعریف شده باشد در آن به چشم نمی خورد!
اما پس از چندی یک آزمایشگاه روسی به روش آزمایش آمریکاییها شک کرد و روش جدیدی را برای آنالیز این ماده ی عجیب پیش رو گذاشت که صحیح تر بود و بلاخره پرده ی جادویی کنار رفت و عنصر تشکیل دهنده رخ نمود.
این ماده شکل دیگری از اتم های طلا بود که بصورت یک نانو رشته (رشته ای از الکترونها که از پی هم قرار می گیرند و شکل یک تسبیح نخ شده را دارد) در آمده بود. نام علمی آنORME یا OR MUS مخفف Orbit ally Rearranged Monotonic Element می باشد.
آزمایشات بعدی، اما، حیرت آورتر بودند. برای وزن کردن آن، یک پیمانه ی خالی را ابتدا وزن کردند و سپس مقدار مشخصی از این گرد سفید رنگ را درون پیمانه ریخته مجدداً وزن کردند و در عین ناباوری در تمام این توزینها، همواره وزن پیمانه+وزن گرد سفید رنگ از وزن پیمانه ی خالی “کمتر” بود! آزمایشی که چندین بار تکرار شد و همواره یک پاسخ را ارائه می داد. گویی که 40 درصد از جرم این ماده در جهان ما و 60 درصد دیگر آن در جهانی موازی با جهان ما سیر می کند.
نکته ی مهم زمانی به چشم آمد که محققان، پیمانه ی لبریز از ماده سفید رنگ را حرارت دادند و مشاهده کردند کهدر حرارت بسیار بالا وزن پیمانه به سمت صفر گرم سوق پیدا کرد. یعنی “با حرارت دادن به این ماده، می توان جاذبه را دفع نمود”.
ناسا با بهره گیری از این ترکیب جدید طلای بسیار ناب (The Pure Gold) توانست ماده ی جدیدی اختراع کند با نام آیروژل (AeroGel) که به خودی خود از هوا سبک تر است و فرم خالص آن می تواند در هوا شناور باشد و همچنین با حرارت دادن به آیروژل، این ماده می تواند وزنهایی بیش از وزن خود را نیز در هوا معلق نگاه دارد. ناسا از این ژل در تحقیقات گسترده ای بهره می برد. (در ویکیپدیا جستجو کنیدAeroGel )
اما چندی پیش، در “صحرای سینا” (علاقه مندان به آثار سیچین توجه فرمایند) معبدی متعلق به راهبان مصر باستان کشف شد که درون آن آکنده بود از پودری سفید رنگ! آزمایش این ماده نشان داد که شباهت زیادی بین این پودر تازه کشف شده با نانو رشته ی طلا وجود دارد. مصریان باستان به این ماده “مفکات” می گفتند و راز تهیه آن در دست راهبان مقدس بوده است.
ترکیب مفکات با حرارت می توانسته بی وزنی را بهمراه آورد و شاید راز چگونگی ساخته شدن اهرام عظیم مصر در همینجا نهفته باشد.
به این نکته توجه کنید: نام تمام اشکال هندسی (چه به فارسی و چه به لاتین) مستقیما به شکل هندسی آنها اشاره می کند. مثلاً دایره از دوار بودن می گوید، مثلث از سه ضلعی بودن. اما در این بین نامی که برای شکل هندسی “هرم” در نظر گرفته شده یک استثنای عجیب است. هرم در لاتین Pyramid ترجمه شده که از ترکیب دو کلمه ی Pyro بمعنی “آتش” و Amid بمعنی “گرفته شده” تشکیل شده است. بنابراین Pyramid یعنی Fire Begotten یا از آتش گرفته شده!!! حتی اسم عربیِ “هِرم” نیز از ریشه هُرم بمعنی حرارت و داغی گرفته شده و اشاره ای به شکل هندسی آن ندارد.
می توان خصوصیات پودر سفید طلا را به اینگونه بر شمرد:
1- خاصیت ضد جاذبه در حرارت های بالا
2- خاصیت ابر رسانایی در حرارت بالا
3- اتصال کوانتومی به دیگر جهانهای موازی Quantum Entanglement
4- عدم مشابهت با ساختار عناصر جدول مندلیف
5- درصورت برهم خوردن ساختار رشته ای، با نوری بسیار درخشان منفجر می شود
6- بدلیل ساختار اتمی تک رشته ای، امکان تبدیل این ماده به مواد دیگر وجود دارد
7- درصورت مصرف خوراکی، افزایش کارآیی مغز انسان را در دو نیمه چپ و راست بدنبال دارد
8- در صورت مصرف خوراکی، افزایش طول عمر DNA که متعاقباً طول عمر انسان را بدنبال دارد.
اما پس از چندی یک آزمایشگاه روسی به روش آزمایش آمریکاییها شک کرد و روش جدیدی را برای آنالیز این ماده ی عجیب پیش رو گذاشت که صحیح تر بود و بلاخره پرده ی جادویی کنار رفت و عنصر تشکیل دهنده رخ نمود.
این ماده شکل دیگری از اتم های طلا بود که بصورت یک نانو رشته (رشته ای از الکترونها که از پی هم قرار می گیرند و شکل یک تسبیح نخ شده را دارد) در آمده بود. نام علمی آنORME یا OR MUS مخفف Orbit ally Rearranged Monotonic Element می باشد.
آزمایشات بعدی، اما، حیرت آورتر بودند. برای وزن کردن آن، یک پیمانه ی خالی را ابتدا وزن کردند و سپس مقدار مشخصی از این گرد سفید رنگ را درون پیمانه ریخته مجدداً وزن کردند و در عین ناباوری در تمام این توزینها، همواره وزن پیمانه+وزن گرد سفید رنگ از وزن پیمانه ی خالی “کمتر” بود! آزمایشی که چندین بار تکرار شد و همواره یک پاسخ را ارائه می داد. گویی که 40 درصد از جرم این ماده در جهان ما و 60 درصد دیگر آن در جهانی موازی با جهان ما سیر می کند.
نکته ی مهم زمانی به چشم آمد که محققان، پیمانه ی لبریز از ماده سفید رنگ را حرارت دادند و مشاهده کردند کهدر حرارت بسیار بالا وزن پیمانه به سمت صفر گرم سوق پیدا کرد. یعنی “با حرارت دادن به این ماده، می توان جاذبه را دفع نمود”.
ناسا با بهره گیری از این ترکیب جدید طلای بسیار ناب (The Pure Gold) توانست ماده ی جدیدی اختراع کند با نام آیروژل (AeroGel) که به خودی خود از هوا سبک تر است و فرم خالص آن می تواند در هوا شناور باشد و همچنین با حرارت دادن به آیروژل، این ماده می تواند وزنهایی بیش از وزن خود را نیز در هوا معلق نگاه دارد. ناسا از این ژل در تحقیقات گسترده ای بهره می برد. (در ویکیپدیا جستجو کنیدAeroGel )
اما چندی پیش، در “صحرای سینا” (علاقه مندان به آثار سیچین توجه فرمایند) معبدی متعلق به راهبان مصر باستان کشف شد که درون آن آکنده بود از پودری سفید رنگ! آزمایش این ماده نشان داد که شباهت زیادی بین این پودر تازه کشف شده با نانو رشته ی طلا وجود دارد. مصریان باستان به این ماده “مفکات” می گفتند و راز تهیه آن در دست راهبان مقدس بوده است.
ترکیب مفکات با حرارت می توانسته بی وزنی را بهمراه آورد و شاید راز چگونگی ساخته شدن اهرام عظیم مصر در همینجا نهفته باشد.
به این نکته توجه کنید: نام تمام اشکال هندسی (چه به فارسی و چه به لاتین) مستقیما به شکل هندسی آنها اشاره می کند. مثلاً دایره از دوار بودن می گوید، مثلث از سه ضلعی بودن. اما در این بین نامی که برای شکل هندسی “هرم” در نظر گرفته شده یک استثنای عجیب است. هرم در لاتین Pyramid ترجمه شده که از ترکیب دو کلمه ی Pyro بمعنی “آتش” و Amid بمعنی “گرفته شده” تشکیل شده است. بنابراین Pyramid یعنی Fire Begotten یا از آتش گرفته شده!!! حتی اسم عربیِ “هِرم” نیز از ریشه هُرم بمعنی حرارت و داغی گرفته شده و اشاره ای به شکل هندسی آن ندارد.
می توان خصوصیات پودر سفید طلا را به اینگونه بر شمرد:
1- خاصیت ضد جاذبه در حرارت های بالا
2- خاصیت ابر رسانایی در حرارت بالا
3- اتصال کوانتومی به دیگر جهانهای موازی Quantum Entanglement
4- عدم مشابهت با ساختار عناصر جدول مندلیف
5- درصورت برهم خوردن ساختار رشته ای، با نوری بسیار درخشان منفجر می شود
6- بدلیل ساختار اتمی تک رشته ای، امکان تبدیل این ماده به مواد دیگر وجود دارد
7- درصورت مصرف خوراکی، افزایش کارآیی مغز انسان را در دو نیمه چپ و راست بدنبال دارد
8- در صورت مصرف خوراکی، افزایش طول عمر DNA که متعاقباً طول عمر انسان را بدنبال دارد.
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - M1KE - 28-02-2015
در اینجا به درخواست یکی از دوستان در مورد هواژل (Aerogel) توضیحاتی رو میدم.
همونطور که می دونید یک ژل در حالت عادی دارای قسمت مایع هست. در ساخت Aerogel یا همون هواژل، قسمت مایع اون ژل طی یک سری فرآیندهای شیمیایی با هوا جایگزین میشه به طوری که در ساختار نهایی هواژل حدود 98 درصد اون رو هوا تشکیل میده. طبیعتا هر چه میزان این گاز در ساختار نهایی بیشتر باشه، یا گازی که جایگزین بخش مایع شده دارای وزن کمتری باشه وزن ماده نهایی کمتر خواهد بود. ماده هواژل به دلیل وزن کم اون و همین طور خصوصیات عایق کنندگی بالای اون که بیشتر ناشی از وجود هوای زیاد در ساختار اون هست، دارای کاربردهای زیادی در صنایع هوافضا و دریا و موارد مشابه هست و عمدتا به عنوان عایق کننده مورد استفاده قرار گرفته.
کاربردهایی مثل افزایش طول عمر، افزایش کارایی مغز و اتصال کوانتومی به دیگر جهان های موازی (!) یا ضد جاذبه بودن که در برخی متون به این ماده نسبت داده شده حالت طنز و تخیلی داشته و در منابع علمی به اونها هیچ اشاره ای نشده.
ژل هایی که بیشتر از بقیه در ساخت هواژل مورد استفاده قرار گرفتن بر پایه کربن و سیلیس بودن. اولین هواژل هایی که ساخته شدن دارای چگالی تقریبی 1900 گرم در هر مترمکعب بودن (چگالی هوا حدود 1200 گرم در هر متر معکب هست). در ادامه و با پیشرفت هایی که صورت گرفت در نانو فوم های سیلسیسی تونستند چگالی این ماده رو تا 1000 گرم در هر متر مکعب کاهش بدن که تا سال 2011 رکورد گینس در کم چگالی ترین ماده جامد رو داشته.
در سال 2012 مواد دیگری به اسم Aerographite ساخته میشن که از شبکه های کربن لوله ای متخلخل ساخته شدن و دارای چگالی در حدود 180 گرم در هر متر مکعب (یعنی دارای چگالی تقریبا 6 بار کمتر از هوا) هستن و رکورد مربوط به Aerogel ها رو شکستند. در ادامه و در سال 2013 مواد دیگری با نام Aerographene ساخته شدن که از این هم سبک تر هستند و دارای چگالی حدود 160 گرم در متر مکعب هستند که چگالی اون کمتر از گاز هلیوم و حدود 7.5 برابر کمتر از چگالی هواست. (البته توجه داشته باشید که در محاسبه چگالی این ماده، قسمت گازی که همون هوا باشه مورد محاسبه قرار نگرفته و چگالی قسمت های غیر گاری اونها مدنظر بوده و به عبارت دیگه این ماده در مجموع در هوا شناور نمیشه ولی در هر حال وزن ماده نهایی بسیار نزدیک به هوا خواهد بود و به آسانی مثل یک بادبادک سبک با یک جریان هوا از یک سو به سوی دیگه پرتاب میشه).
در مورد خاصیت نزدیک به بی وزنی این مواد شاید بد نباشه این توضیح هم داده بشه که در کل در طبیعت گازهایی وجود دارند که از هوا سبک تر هستند (مثل هیدروژن و هلیوم) و اگر اینها رو برای نمونه در یک بالن محصور کنید میتونه باعث بالا رفتن اون بالن بشه چرا که چگالی اون بالن در مجموع از هوا کمتر خواهد بود و چیز عجیبی هم نیست و حتما بالن های زیادی رو دیدین که در جشن ها یا تبلیغات و غیره با یک طناب در آسمان نگه داشته شدن. همین طور اگر بالن موردنظر به طور فرضی کاملا از هرگونه هوایی خالی بشه و درش خلا باشه هم دوباره وزن اون به قدری کم خواهد شد که در هوا شناور شده و به بالا حرکت می کنه (البته در این حالت دیواره بالن می بایست به قدری سخت باشه که فشار هوای بیرون باعث تغییر شکل اون و جمع شدنش نشه). با این حال همونطور که پیشتر اشاره شد در Aerogel ها و مواد اینچنینی در ماتریس و ساختار اونها، جای خالی و حفرات موردنظر با هوا پر میشه (حدود 98 درصد ساختار) و در نتیجه چگالی ساختار نهایی کمی بیشتر از هوا خواهد بود و در هوا به صورت معلق در نمیان. مگر اینکه به صورت مصنوعی محفظه هایی ساخته بشه و درون اونها گازی مثل هلیوم قرار بگیره که سبک تر از هواست که در اون صورت دیگه نمیشه اسم اون رو یک ماده واحد گذاشت و مثل مثال بالن پر شده با هلیوم یا هیدروژن عمل خواهد کرد. به عبارت دیگه تا به حال ماتریسی که سبک تر از هوا باشه یا بین اون به صورت خلا باشه ساخته نشده.
حالا که صحبت از Aerographene ها شد شاید بد نباشه اشاره بشه که خود ماده graphene که چند سال پیش کشف شده دارای ساختار صفحه ای دو بعدی هست که تا مدت ها امکان ساخت چنین ماده ی دو بعدی به دلیل ناپایدار بودن اون غیر ممکن تلقی میشده و ساخت اون جایزه نوبل فیزیک سال 2010 رو برای دو دانشمند سازنده اش به همراه داشته.
ویرایش توسط مدیر فروم با هماهنگی کاربر
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - s-zeus - 11-01-2016
این ماده شگفت انگیزه این ماده کاملا میتونه دنیا رو تغییر بده
هواژل انواع مختلفی دارند از مقاومتهای مختلف تا چگالی مختلف وجود داره یک مدل هواژل مثل پنبست با دست راحت فشرده میشه نوع دیگش میتونه وزن ماشین تحمل کنه
همه ما با یونولیت اشنایی داریم ماده سبکی هست چگالیش همg/cm³ 1.05 هست مقاومت خاصی هم نداره ولی همه ما برخوردیم بهش جاهایی استفاده میشه مقاومت بالایی مثل فولاد لازم نیست مثال هواپیماهای ریمونت کنترل یا پهپاد من گلایدرمو یا یونولیت ساختم اولین هواپیمای ریمونت کنترل مو با یونولیت و چوب بالسا (یه جوبی با تیغه موکت بری هم برش میخوره! )ساختم هواژلی که در حد یونولیت هم محکم باشه میتونه تغییر جدی به وجود بیاره
از العان هواپیمای ریمونت کنترل که اندازش نیم مترم نمیرسه بتونه سرعت صوت رد کنه از ذهنم خارج نمیشه
خاصیت عایق این ماده شگفت انگیزه یه لباسی ساخته بودند در دمای منفی 50 احساس گرمای زیاد میکردند
نسخه دوم اون لباس Lukla Endeavour نام داشت فقط 3 میلیمتر از هواژل استفاده میکرد اندازه لباس 40 میلی متری کاربرد داشت این لباسا برای دمای بسیار سرد ساخته شده به عبارتی میشه لباسایی ساخت سرد ترین نقطه زمین منفی 100 درجست دووم اورد توجه داشته باشید سرد ترین شهرهای روی زمین منفی 70 درجه اند
لباسای نظامی با هواژل ویژه مناطق سرد خوش به حال روسها و اوکراینی ها
مدتها به این فکر میکردم این ماده چه تغییری در اینده بشریت میگذاره
استفاده در ماشین کف ماشین درها کنار جعبه دنده از عایق استفاده میشه باعث میشه ماشین نشت حرارتی نداشته باشه یعنی در زمستان گرم بمونه در تابستان با یه کم باد کولر خنک هم صدای کمتر ماشینهای پر سر صدا زیادند همه کاری میشه تا این صدا به کابین نرسه راننده و سرنشینای احساس راحتی کنند
میشه به جا این عایق ها از هواژل استفاده کرد سرد ترین شهر های دنیا راحت میشه رانندگی کرد همینطور در سبک کردن ماشین نقش بازی میکنه اونهمه پشم شیشه چندین کیلیو گرم باید وزن داشته باشند به جاش چند گرم هواژل البته شیشه ها زیاد کاریش نمیشه کرد
ماشینهای صنعتی زیادیند صدای زیادی تولید میکنند از کمباینای بزرگ گرفته تا جر ثقیل نیرومند کامین های معادن که 200 تن جا به جا میکنند با هواژل میشه کل اطاق راننده رو سکوت درست کرد چوش شیشه ها اونجا شکل دار نیستند (خمیده )شاید بشه شیشه های دو جداره استفاده کرد
یخچالهای جا دار تر و کم مصرف تر
دیواره های یخچال پر عایق هست فقط کافیه با هواژل جای گزین کرد
خونه هایی با عایق های هواژل در دیوارها
اگه این کار بشه مشکل انرژی جهان حل میشه در خانه بیشترین وسایلی که مصرف برق دارند بخاری و کولر هست حتی میشه برای عصر یخبندان جدید هم اماده شد
فقط مشکلمون برف خواهد بود مشکلی با سرما نخواهیم داشت
فرستادن کاوشگر به پولوتون و نپتون این ماده عایق خوبی چه برا کاوشگر چه برا لباس فظا نوردان هست راحت میشه حتی کلونی هم در اون دو سیاره ایجاد کرد البته مشکلاتی مثل مسافت و جو خود این دو سیاره هنوز هست
حتی من فکر کردم برای لباس ضد حریق البته با یک دستگاه مینی کولر نیازه تا فرد از دمای خودش کباب نشه اتش نشانای زیادی هستند جونشونو به خطر میندازند و خودشونو در اتش میندازند برای نجات منو شما تصور کن اتش نشانی دیگه نسوزه
یک ایده برای درست کردن هواژل چگالی منفی
هواژل بیشترش از هواست چی میشه به جای هوا از هلیوم و هیدروژن و دور تا دور ماده هواژل از یک ورق اندازه کیسه نایلون از گرافین برای جلوگیری از نشت گاز
در این صورت ما ماده ای با چگالی منفی خواهیم داشت
فقط کافیه این ماده ارزون بشه و در دسترس همه قرار بگیره
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - M1KE - 11-01-2016
خلق ماده ای با چگالی "منفی" از نظر فیزیکی غیر ممکن هست. چگالی به معنی میزان جرم در واحد حجم هست و در نتیجه کمترین مقداری که میشه برای اون متصور بود عدد صفر هست که به معنی نبود ماده هست و نمیشه یک فضایی از نظر جرمی بدهکار باشه! ولی میشه متصور شد که چگالی ماده کمتر از هوا باشه --ولی همچنان مثبت-- و در نتیجه مثل یک بالن دارای هیدورژن یا هلیوم به سمت بالا حرکت کنه.
(11-01-2016, 01:48 AM)s-zeus نوشته: یک ایده برای درست کردن هواژل چگالی منفی
هواژل بیشترش از هواست چی میشه به جای هوا از هلیوم و هیدروژن و دور تا دور ماده هواژل از یک ورق اندازه کیسه نایلون از گرافین برای جلوگیری از نشت گاز
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - iman7 - 11-01-2016
(11-01-2016, 10:57 AM)M1KE نوشته: خلق ماده ای با چگالی "منفی" از نظر فیزیکی غیر ممکن هست. چگالی به معنی میزان جرم در واحد حجم هست و در نتیجه کمترین مقداری که میشه برای اون متصور بود عدد صفر هست که به معنی نبود ماده هست و نمیشه یک فضایی از نظر جرمی بدهکار باشه! ولی میشه متصور شد که چگالی ماده کمتر از هوا باشه --ولی همچنان مثبت-- و در نتیجه مثل یک بالن دارای هیدورژن یا هلیوم به سمت بالا حرکت کنه.
البته سخن هر دوی شما یکیه. چگالی "منفی" اینجا به چگالی نسبی اشاره داره. این مفهوم برای فشار هم بسیار کاربرد داره و اصطلاح فشار "منفی" زیاد به کار برده میشه که منظور همون نسبی هست.
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - M1KE - 11-01-2016
فشار پارامتری اسکالر و جهت دار هست و فشار منفی به معنی معکوس شدن جهت اعمال فشار در مقایسه با جهت مثبت اون هست ولی چگالی پارامتری غیراسکالر هست که به میزان یک ماده در واحد حجم اشاره می کنه و چگالی نسبی هم به نسبت بین دو چگالی که هر دو مثبتند اشاره می کنه که حاصل اون باز مثبت میشه. چگالی نسبی میتونه فقط کمتر از یک یا بیشتر از یک باشه. البته مشخص هست که منظور گوینده از چگالی منفی در اینجا چگالی نسبی کمتر از یک (در مقایسه با چگالی هوا) هست.
پینوشت: البته در فیزیک نظری که برای توصیف خصوصیات پدیده هایی مثل کرم چاله ها و سیاه چاله ها استفاده میشه ممکنه از عبارت مفهومی جرم منفی (مثلا ۵- کیلوگرم) استفاده بشه که دلیلش ابهام در توصیف خاصیت جاذبه در اینگونه کرم چاله هاست (به این معنی که ممکنه جاذبه موردنظر در این کرم چاله ها مستقیما ناشی از نیرو نباشه بلکه ناشی از شتاب منفی یک جرم منفی باشه). همونطور که در ریاضیات میگیم اعداد منفی جذر ندارند ولی برای توصیف یک سری مفاهیم مجبور به خلق اعداد مختلط شدیم.
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - s-zeus - 13-01-2016
دقیقا منظورم سبکتر از هوا بود بعضی موقع ها چگالی رو بدون حساب هوا حساب میکنند بعضی موقع ها هم نه پس طبیعیه چگالی منفی به ماده های سبکتر از هوا گفته بشه
البته علمی نیست
این ماده رقیب هم داره شاید این چگالیش کمتر باشه (تبدیل واحد میخواد )
https://en.wikipedia.org/wiki/Metallic_microlattice
البته بالایی در بدنه هواپیماها و غیره بیشتر کاربرد داره تا به عنوان عایق به عنوان عایق هواژل گزینه مناسب تریه
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - M1KE - 13-01-2016
ماده ای که اشاره کردین در سال 2011 کشف شده و دارای چگالی 900 گرم در مترمکعب هست. با این حال در سال 2012 مواد دیگری به اسم Aerographite ساخته شدن که از شبکه های کربن لوله ای متخلخل ساخته شدن و دارای چگالی در حدود 180 گرم در هر متر مکعب (یعنی دارای چگالی تقریبا 6 بار کمتر از هوا) هستن و رکورد مربوط به Aerogel ها رو شکستند. در زمره کاربردهای اروگرافیت ها اشاره شده که در صورتی که به عنوان الکترود استفاده بشن دارای تحمل بالایی در برابر شوک های مکانیکی ناشی از چرخه های بارگذاری و برداشتن اون خواهند بود. همین طور در سال 2013 مواد دیگری با نام Aerographene ساخته شدن که از این هم سبک تر هستند و دارای چگالی حدود 160 گرم در متر مکعب هستند و گفته شده که دارای پتانسیل کاربرد در جمع آوری لکه های نفتی ریخته شده در دریا رو دارند چون می تونند تا 900 برابر وزن خودشون نفت رو جذب کنند.
توجه داشته باشید که چگالی هوا در حدود 1200 گرم در مترمکعب هست ولی در محاسبه چگالی مواد مورد اشاره قسمت گازی اونها مورد محاسبه قرار نمی گیره. مثلا همین ماده ای که شما اشاره کردین 99.99 درصد اون از هوا ساخته شده بنابراین اگر میانگین گرفته بشه چگالی کل قطعه چیزی نزدیک به همون 1200 گرم در مترمکعب میشه (در مورد دو تای دیگه هم همین طور).
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - iman7 - 14-01-2016
(11-01-2016, 09:57 PM)M1KE نوشته: فشار پارامتری اسکالر و جهت دار هست و فشار منفی به معنی معکوس شدن جهت اعمال فشار در مقایسه با جهت مثبت اون هست ولی چگالی پارامتری غیراسکالر هست که به میزان یک ماده در واحد حجم اشاره می کنه و چگالی نسبی هم به نسبت بین دو چگالی که هر دو مثبتند اشاره می کنه که حاصل اون باز مثبت میشه. چگالی نسبی میتونه فقط کمتر از یک یا بیشتر از یک باشه. البته مشخص هست که منظور گوینده از چگالی منفی در اینجا چگالی نسبی کمتر از یک (در مقایسه با چگالی هوا) هست.
پینوشت: البته در فیزیک نظری که برای توصیف خصوصیات پدیده هایی مثل کرم چاله ها و سیاه چاله ها استفاده میشه ممکنه از عبارت مفهومی جرم منفی (مثلا ۵- کیلوگرم) استفاده بشه که دلیلش ابهام در توصیف خاصیت جاذبه در اینگونه کرم چاله هاست (به این معنی که ممکنه جاذبه موردنظر در این کرم چاله ها مستقیما ناشی از نیرو نباشه بلکه ناشی از شتاب منفی یک جرم منفی باشه). همونطور که در ریاضیات میگیم اعداد منفی جذر ندارند ولی برای توصیف یک سری مفاهیم مجبور به خلق اعداد مختلط شدیم.
پارامتر اسکالر (Scalar) جهت دار نیست! پارامتر برداری جهت دار حساب میشه. (البته این تعریف دقیق نیست. پارامتر برداری پارامتریه که از جمع برداری تبعیت کنه نه جمع جبری - چون تعریف جهت می تونه مثل همین مورد فشار اشتباه برداشت کنه)-
فشار اسکالره. جهت فشار مطرح نیست بلکه فشار عمود بر سطح تعریف میشه. در تعریف فشار Absolute pressure و Gauge pressure داریم که اولی فشار مطلق و دومی فشار نسبی هست. اولی مثل دمای مطلق، منفی نداره. دومی دارای مقدار مثبت و منفی هست.
RE: کاربردهای هواژل (Aerogel) - M1KE - 14-01-2016
نکته اصلی در اینجا در تعریف "نسبی" نهفته هست. وقتی در مورد دما و فشار که مثال زدین صحبت از "نسبی" میشه به معنی این هست که مقدار اون پارامتر چقدر از مرجع اندازه گیری "کمتر یا بیشتر" هست که اگر بیشتر باشه مثبت و اگر کمتر باشه منفی در نظر گرفته میشه. در حالی که در مورد پارامتری مثل چگالی وقتی صحبت از "نسبی" میشه منظور "نسبت بین دو مقدار" هست که همیشه مثبت هست.
در مورد فشار مرجع اندازه گیزی معمولا فشار جو در سطح دریاهای آزاد هست و در مورد دما معمولا نسبت به دمای صفر درجه سانتیگراد مقایسه صورت می گیره و اگر کمتر از اینها باشه منفی گزارش میشه. در حالی که در مقیاسی مثل کلوین همونطور که اشاره کردین چون مرجع روی 273- درجه سلیسوس هست و کمتر از اون نمیتونه باشه همیشه دمای کلوینی مثبت گزارش میشه. در مورد چگالی نسبی و تراکم نسبی و غیره چون نسبت گیری بین دو عدد مثبت هست همیشه عدد حاصله مثبت میشه.
در مورد اسکالر و غیر اسکالر همین طوره الان که دوباره پست رو خوندم دیدم بی دقتی کردم و اونها رو برعکس نوشتم! فشار پارامتر پیچیده ای هست و شاید بهتر بود مثال دیگری برای پارامتر برداری می زدم. در کارهای مهندسی معمولا اثری که فشار بر روی سطوح می گذاره و جهت دار هست به عنوان فشار در نظر گرفته میشه (شاید تعریف درست ترش تنش باشه که با سیگما نشون داده میشه در حالی که در فیزیک خود فشار رو به صورت مطلق در نظر می گیرند). همین طور بستگی داره فشار رو در سیالات بررسی کنید یا جامدات. در یک سیال ایده آل که هیچ تنش برشی تحمل نمی کنه و دارای لزجت صفر باشه که در کاربردهای مهندسی معمولا گازها و عمده مایعاتی مثل آب رو اینطور در نظر می گیرند فشار در همه جهت ها یکسان میشه و بسته به اینکه چه سطحی در تماس با اونها باشه عمود بر اونها عمل می کنه ولی در جامدات بسته به تنش برشی که میتونه تحمل کنه کسری از فشار به جهت های دیگه منتقل میشه. مثلا در خاک که یک جسم نیمه جامد هست کسری از فشاری که از بالا وارد میشه به طرفین وارد میشه که در طراحی دیوارهای حائل کاربرد زیادی داره و ضرایبی رو برای این بخش منتقل شده تعریف می کنند که با زاویه گسیخگی اون خاک مرتبط هست.