Anwendungsbereiche

Aerogele fristen trotz ihrer mittlerweile rund 80 jährigen Geschichte immer noch ein Schattendasein und die bisherigen Anwendungen beschränken sich darum noch weitgehend auf den Bereich der Wissenschaft und Forschung,

Erst langsam erkennt man das enorme Potential dieser Werkstoffe und forscht dementsprechend daran .

Aus diesem Grunde sind Aerogele für die „breite Masse“ immer noch völlig unbekannt.

Erst jetzt im Internetzeitalter rufen – dank Internetauktionen und Diskussionsportale  -

Aerogele nach und nach auch technikbegeisterte Privatpersonen ,welche ihre Freizeit gern  mit diversen Tüfteleien verbringen, auf dem Plan.

Diese HP soll Jedem  zur Anregung und Hilfe  dienen, welcher sich mit Aerogelen beschäftigen möchte .

 „zuverlässige“ Quellen sind zZ. noch äusserst  schwierig  zu beziehen   und die folgenden Beispiele daher  Ohne Gewähr!

„Erschwerend“ kommt hinzu, dass allein schon  unter Silikat-Aerogelen durch Verändern einzelner  Parameter, ( wie zB der Dichte)  die Eigenschaften sehr stark verändert werden können .

 

Jeder Anwendungsfall ist daher für sich zu prüfen

und von

 

 jedweder sicherheitsrelevanten Anwendung ist dringend abzuraten!!!

 

Da wir keine Haftung für mögliche Schäden übernehmen können.

 

Diese HP soll lediglich Anregungen zum Umgang mit Silikat - Aerogelen geben , mehr nicht !

 

 

Andererseits eröffnet genau diese Vielfalt dem Anwender völlig neue Chancen und man muss „nur“ mal der eigenen Phantasie freien Lauf gönnen.

Den Haupteigenschaften nach erscheinen  einige Anwendungsbereiche „von vorne herein“ nahe liegend:

 

 

 

 

Anwendung als thermischer Isolator:

 

 

Aerogele isolieren bis zu 40 Mal besser als Styropor und sind somit die zur Zeit besten verfügbaren Isolationsstoffe überhaupt .

Sie werden nur noch durch konstruktive „Tricks“ getoppt , wie etwa den des Dewar-Gefässes, wo erst die Kombination von Vakuum, Reflektion und schlecht-wärmeleitenden Werkstoffen den gewünschten Wärmedämmungseffekt erzielen.

Bei einer handelsüblichen Thermoskanne handelt es sich um ein Dewar-Gefäss.

Höherwertige Ausführungen werden  zum Lagern verflüssigter Gase, wie etwa Stickstoff oder Helium verwendet.

Bei hohen Temperaturen versagen solche Gefässe jedoch, da das Glas oder Metall weich wird und somit dem Luftdruck nicht mehr widerstehen kann.

Aerogele sind jedoch bis ca 700°C  stabil und verziehen sich wenig oberhalb  zunächst nur geringfügig .

Erst bei höheren Temperaturen schrumpfen sie und verbacken oberhalb 1200 °C zu einer glasartigen Masse.

Nachteilig sind in diesem Anwendungsfalle jedoch die Emfindlichkeit gegen Flüssigkeiten.

Wobei der Kontakt zu flüssigen Metallen lt einigen Quellen jedoch unkritisch sein soll.

Dies sei aber im jeweiligen Anwendungsfalle zu prüfen.

Trotz ihrer Sprödigkeit sind sie bei entsprechender konstruktiven Auslegung!  aufgrund ihrer weit geringeren Masse in mobilen Anlagen Dewargefässen überlegen.

Glas ist schliesslich ebenfalls sehr spröde.

Aerogelpulver oder-Granulate werden bereits im Bauwesen als Wärmedämmer eingesetzt:

Sie sind dann entweder in Trägersubstanzen eingebettet und zu Folien / Matten verarbeitet. Oder es werden durchscheinende doppelverglaste Elemente hergestellt welche statt mit Luft dann mit Aerogelpulver verfüllt sind.

 

 

 

 

Anwendung als Trägersubstanz:

 

 

Aufgrund ihrer offenporigen Struktur können Aerogele entweder  während der Herstellung  durch Beimischungen, oder auch nachher durch Gasphysikalische Prozesse mit diversen funktionalen Stoffen (etwa Katalysatoren) versehen werden .

 

optische Anwendungen:

 

 

Der von Luft nur  geringfügig abweichende  Brechungsindex lässt die Konturen des Aerogels mit der Umgebung mehr oder weniger „verschwimmen“

Zusätzlich wird sichtbares Licht durch das Gefüge des Aeroogels in 2 Spektralbereiche aufgeteilt :

Der kurzwellige Anteil wird gestreut und der langwelligere Bereich passiert. Darum erscheint ein Aerogel im Durchlicht orange….gelb  und vor dunklem Hintergrund rauchig-bläulich bis milchig. Je nach Materialstärke.

Somit könnte man es als eine Art Filter einsetzen.

Einer privaten Quelle nach eignen sich Aerogele hervorragend zur Justage  von Laser-Resonatoren und optischen Bänken, soweit diese im sichtbaren Bereich arbeiten.

 

Kunst :

Die recht ungewöhnliche  Erscheinungsform eines Aerogels  ruft bereits  den ein oder anderen Künstler auf dem Plan . Denkbar sind zB kleinere Skulpturen aus dem Material, oder Installationen, welche sich  die physikalischen Eigenschaften der Aerogele zu Nutze machen  . Insbesondere die optischen Eigenschaften und das

Klangverhalten.

 

exotische Anwendungen:

 

 

Bedingt durch den ultrafiligranen Gefügeaufbau kam man auf die Idee, Aerogele zum Auffangen von Kometenstaub zu gebrauchen, welcher sich mit immenser Geschwindigkeit bewegt - ähnlich, wie ein Sandsack in der Lage ist, ein Geschoss auf zu fangen.

Dabei sollten die Teilchen zum einen überhaupt auffindbar sein und zum anderen weitgehend im Originalzustand erhalten bleiben.

 Bei der „Star-Dust“- Mission der NASA  gelang dies schliesslich.

 

 

 

Weitere Anwendungen:

 

Nach und nach werden weitere Beispiele beschrieben, in denen Silikat-Aerogele angewendet werden.