| エアロゲルは、空気を意味するエア（aero）と固体化された液体を意味するゲル（gel）の合成語です。エアロゲルは、 体積の98％以上が気体で満たされているため、現存する個体の中で最も軽く、低密度の固体です。
エアロゲルはスティーブン•キスラー（Steven Kistler）によって1931年に最初に生成され、ゼリーの収縮を誘発することなく、液体を気体に置換することで得られます
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 エアロゲルの製造 |
| 商用化されるエアロゲルの原料は、金属アルコキシドのアルコキシシルレ、つまりTetramethoxysilane（TMOS）、Tetraethoxy-silane（TEOS）アルコキシド（alkoxide）、水ガラス（waterglass）があります。水ガラスによるエアロゲルが最も安いです。液体形態のアルコキシド混合原料のアルコールと添加剤を入れ、型の中でしばらく時間をおくとジェル状態のアルコールゲルになります。アルコールゲルを乾燥容器に入れ、高温・高圧の状態で超臨界二酸化炭素を流すと、アルコールが含まれていた場所に超臨界二酸化炭素が含まれます。固体についていた液体が気体に変化するとき、表面張力の差によって体積が変化するため、製品が損傷される恐れがあります。しかし、超臨界二酸化炭素は表面張力がほぼゼロに近いため、製品の損傷を防ぐことができます。乾燥容器から液体の状態であるアルコールを超臨界二酸化炭素が置換すると、温度と圧力を徐々に下げて常温•常圧にします。このとき、アルコールゲルを取り出すと、大気中の空気が流入し、気体98％の固体であるエアロゲルが製造されます。 |
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| エアロゲルの代表的研究開発の歴史 |
| 年度 |
技術的発展/成果 |
| 1930 |
Kistlerが始めて無機塩からエアロゲルを合成 |
| 1970 |
Teichnerが金属アルコキシド(alkoxide)からソル – ジェル合成 |
| 1980 |
二酸化炭素を媒介物とする超臨界プロセスの開発
第１回国際エアロゲル学術会議開催 |
| 1990 |
有機および炭素エアロゲルの開発
常圧乾燥によるエアロゲルの合成 |
| 2000 |
大型skylightに断熱材として活用 |
| 2003 |
* アスペンエアロゲル社から商品化 |
| * 2003年3月に韓国人技術者イガンピル博士がアメリカに設立した会社アスペンエアロゲルで
超臨界二酸化炭素プロセスで世界で初めて実用化に成功。(flexible aerogel blanketを開発し、防寒と防炎用のジャケット、宇宙服など様々な分野で活用)
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| エアロゲルの構造 |
• 珪素酸化物（SiO₂）で構成される物質である。
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• 髪の毛の1万分の1の太さのSiO2糸が絡んで構成される。
• 糸と糸の間に空気の分子が含まれており全体積の98％を占める。
• 地球上で最も軽い固体（2002年ギネスブック登録）
→特殊の細孔構造のため、非常に優れた物性を有しており、新素材として脚光を浴びている。 |
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| エアロゲルの製造形態 |
| 和えろゲルは、 安定した構造を持っているので、自重の1000倍以上も支えることができますが、 超軽量なので充分な機械的強度を持っているとは言えません。また、汎用的に使用されるためには、物性の大きな変化がなく、様々な形での製造されないとならないです。
エアロゲルは、特殊な用途で使用される高価な単体形を除いては、一般的に粉末状態で製造されるが、このような場合は、Moldingなどにより、使用目的に適した形で製作すべきです。しかし、この時エアロゲルの物性を維持することが難しいため、これを解決するために Matrix
を用いた複合エアロゲルの製造も試みられたことがあります。アメリカのAspen Aearogel社Flexible Aearogel Blanketは、これらの面で様々な分野での活用性が高いと言えます。
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| エアロゲル製造工程 |
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| エアロゲル製品の特性 |
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• 極めて低い熱伝導率：優れた断熱性（0.01W/mK以下）既存の断熱材の3倍以上
• 優れた防音性
•高い衝撃緩衝性
• 非常に高い気孔度（通常95％以上、99.9％まで可能）
• 超軽量: 空気の重さの3倍（通常0.003-0.8g/㎤程度の密度）
• 高比表面積（最大2000㎡/ g可能）
• 高温での安定した熱処理、耐熱性
•構造的安定性
• 環境に優しい |
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| [ 様々な断熱材の比較 ] |
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| [断熱厚さの比較] |
[他の素材との断熱配管比較] |
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| 適用分野 |
1. 建築用断熱材、防音材（次世代のスーパー断熱材）
2. パイプラインの断熱材（二重管パイプラインが適用される冷暖房パイプラインとLNGのパイプライン、発電所用パイプライン、
海洋プラントなどのパイプライン）
3. 航空宇宙: 衣料品、靴用保温材
（アメリカ航空宇宙局（NASA）の宇宙服の素材として使用するほど軽く,断熱性に優れている,航空宇宙用赤外線遮蔽材、
宇宙探査機人工衛星素材)
4. 家電製品、耐火用
（断熱性と遮音性、防爆性など、独自の優れた特性により家電製品、耐火用製品など、多くの分野で適用）
5. 朝鮮：液化天然ガス（LNG）船のガス貯蔵庫
6. 情報技術（IT）: PCのサイズを大幅に減らす
7. 化学、環境、エネルギー分野: 広い表面積により、触媒や吸着剤
8. 国防 : 戦闘機エンジンの熱遮蔽（熱追跡レーザーに感知されない）、戦闘機の重量減少、衝撃を防ぐ特殊徹甲、
魚雷にも全く影響がない衝撃防止膜 |
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| 日新オートクレーブの長所 |
| 安全性 |
• ASME（American Society of Mechanical Engineer)の圧力容器安全規定に従って設計・製作
• KGSとKOSHAの高圧容器安全規定に従って設計・製作 |
| 正確性 |
• 熱媒体を利用した外部ジャケットタイプで恒温維持性能向上
• 完璧な内外の断熱による温度維持
• マルチ安全装置による圧力安全性 |
| ユーザーに合わせたエンジニアリング |
• 高圧維持用のクイッククランプ（Quick Clamp）方式適用
• 顧客の要求を満足させる色々なモデルと仕様の装備
• 多くの追加パーツを通して様々な目的の研究が可能
• 正確な測定方式と簡単な装備操作 |
| 便利なメインテナンス |
• 各種の測定器による全般的動作状態についての診断
• 簡単な組立と分解、便利なクリーニング
• 顧客サービス部による迅速な対応 |
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| 製品モデル |
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