অ্যারোজেল

অ্যারোজেল হল একটি জেল থেকে প্রাপ্ত সিন্থেটিক ছিদ্রযুক্ত আল্ট্রালাইট উপাদানের একটি শ্রেণি, যেখানে জেলের কাঠামোর উল্লেখযোগ্য পতন ছাড়াই জেলের জন্য তরল উপাদানটিকে একটি গ্যাস দিয়ে প্রতিস্থাপিত করা হয়েছে।  ফলাফলটি অত্যন্ত কম ঘনত্ব  এবং অত্যন্ত কম তাপ পরিবাহিতা সহ একটি কঠিন। অ্যারোজেল বিভিন্ন রাসায়নিক যৌগ থেকে তৈরি করা যেতে পারে।  সিলিকা অ্যারোজেলগুলি স্পর্শে ভঙ্গুর প্রসারিত পলিস্টাইরিনের মতো অনুভব করে, যখন কিছু পলিমার-ভিত্তিক অ্যারোজেলগুলি অনমনীয় ফোমের মতো অনুভব করে।

অ্যারোজেলের প্রথম নথিভুক্ত উদাহরণটি স্যামুয়েল স্টিফেনস কিসলার ১৯৩১ সালে তৈরি করেছিলেন,  একটি বাজির ফলে  চার্লস শিখেছিলেন যে কে সংকোচন না করেই "জেলি" এর তরলকে গ্যাস দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে পারে।  

সুপারক্রিটিক্যাল ড্রাইং বা ফ্রিজ-ড্রাইং এর মাধ্যমে জেলের তরল উপাদান বের করে অ্যারোজেল তৈরি করা হয়। এটি জেলের কঠিন ম্যাট্রিক্সকে কৈশিক ক্রিয়া থেকে ধসে না দিয়ে ধীরে ধীরে তরলকে শুকিয়ে যেতে দেয়, যেমনটি প্রচলিত বাষ্পীভবনের সাথে ঘটবে। প্রথম অ্যারোজেলগুলি সিলিকা জেল থেকে উত্পাদিত হয়েছিল। কিস্টলারের পরবর্তী কাজে অ্যালুমিনা, ক্রোমিয়া এবং টিন ডাই অক্সাইডের উপর ভিত্তি করে অ্যারোজেল জড়িত ছিল। কার্বন অ্যারোজেল প্রথম ১৯৮০ এর দশকের শেষের দিকে বিকশিত হয়েছিল।

বৈশিষ্ট্য 

নাম সত্ত্বেও, অ্যারোজেলগুলি কঠিন, অনমনীয় এবং শুষ্ক পদার্থ যা তাদের শারীরিক বৈশিষ্ট্যে জেলের মতো নয়: নামটি এসেছে যে তারা জেল থেকে তৈরি। একটি এয়ারজেলের উপর নরমভাবে টিপলে সাধারণত একটি ছোট চিহ্নও থাকে না; আরো দৃঢ়ভাবে চাপ একটি স্থায়ী বিষণ্নতা ছেড়ে যাবে. অত্যন্ত দৃঢ়ভাবে চাপলে বিক্ষিপ্ত কাঠামোতে একটি বিপর্যয়কর ভাঙ্গন ঘটবে, যার ফলে এটি কাচের মতো ভেঙে যাবে (একটি সম্পত্তি যা friability নামে পরিচিত), যদিও আরও আধুনিক বৈচিত্রগুলি এতে ভোগে না। এটি ছিন্নভিন্ন হওয়ার প্রবণতা সত্ত্বেও, এটি কাঠামোগতভাবে খুব শক্তিশালী। এর চিত্তাকর্ষক লোড বহন করার ক্ষমতা ডেনড্রাইটিক মাইক্রোস্ট্রাকচারের কারণে, যেখানে গড় আকার 2-5 গোলাকার কণা nm একসাথে ক্লাস্টারে মিলিত হয়। এই ক্লাস্টারগুলি প্রায় 100-এর নিচে ছিদ্র সহ প্রায় ফ্র্যাক্টাল চেইনের একটি ত্রি-মাত্রিক অত্যন্ত ছিদ্রযুক্ত কাঠামো গঠন করে nm ছিদ্রগুলির গড় আকার এবং ঘনত্ব উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।

একটি অ্যারোজেল উপাদান আয়তনের ভিত্তিতে ৫০% থেকে ৯৯.৯৮% বায়ু হতে পারে, তবে বাস্তবে বেশিরভাগ অ্যারোজেল ৯০ থেকে ৯৯.৮% ছিদ্রের মধ্যে কোথাও প্রদর্শন করে।  অ্যারোজেলগুলির একটি ছিদ্রযুক্ত কঠিন নেটওয়ার্ক রয়েছে যাতে বায়ু পকেট থাকে, বায়ু পকেটগুলি উপাদানের মধ্যে বেশিরভাগ স্থান দখল করে। 

অ্যারোজেলগুলি ভাল তাপ নিরোধক কারণ তারা তাপ স্থানান্তরের তিনটি পদ্ধতির মধ্যে দুটিকে প্রায় বাতিল করে দেয় - পরিবাহী (এগুলি বেশিরভাগ গ্যাস নিরোধক দ্বারা গঠিত) এবং পরিচলন (মাইক্রোস্ট্রাকচার নেট গ্যাস চলাচলে বাধা দেয়)। এগুলি ভাল পরিবাহী নিরোধক কারণ এগুলি প্রায় সম্পূর্ণরূপে গ্যাসের সমন্বয়ে গঠিত, যা খুবই দুর্বল তাপ পরিবাহী। (সিলিকা এয়ারজেল একটি বিশেষভাবে ভাল অন্তরক কারণ সিলিকা তাপের একটি দুর্বল পরিবাহী; অন্যদিকে একটি ধাতব বা কার্বন অ্যারোজেল কম কার্যকর হবে। ) তারা ভাল পরিবাহী বাধা কারণ বায়ু জালি মাধ্যমে সঞ্চালন করতে পারে না. অ্যারোজেলগুলি দুর্বল বিকিরণকারী অন্তরক কারণ ইনফ্রারেড বিকিরণ (যা তাপ স্থানান্তর করে) তাদের মধ্য দিয়ে যায়।

এর হাইগ্রোস্কোপিক প্রকৃতির কারণে, এয়ারজেল শুষ্ক বোধ করে এবং একটি শক্তিশালী ডেসিক্যান্ট হিসাবে কাজ করে। যারা দীর্ঘ সময় ধরে এয়ারজেল পরিচালনা করেন তাদের ত্বকে শুষ্ক ভঙ্গুর দাগের উপস্থিতি রোধ করতে গ্লাভস পরা উচিত।

ন্যানো-আকারের ডেনড্রাইটিক কাঠামোর দ্বারা দৃশ্যমান আলোর সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের Rayleigh বিচ্ছুরণের কারণে এটির সামান্য রঙ। এটি অন্ধকার পটভূমির বিপরীতে ধোঁয়াটে নীল এবং উজ্জ্বল পটভূমিতে হলুদাভ দেখায়।

অ্যারোজেলগুলি নিজেরাই হাইড্রোফিলিক, এবং যদি তারা আর্দ্রতা শোষণ করে তবে তারা সাধারণত কাঠামোগত পরিবর্তনের শিকার হয়, যেমন সংকোচন এবং অবনতি, তবে রাসায়নিক চিকিত্সার মাধ্যমে তাদের হাইড্রোফোবিক করে অবক্ষয় রোধ করা যেতে পারে। হাইড্রোফোবিক অভ্যন্তরযুক্ত অ্যারোজেলগুলি কেবল একটি বাইরের হাইড্রোফোবিক স্তরযুক্ত অ্যারোজেলের চেয়ে কম অবক্ষয়ের জন্য সংবেদনশীল, বিশেষত যদি কোনও ফাটল পৃষ্ঠের মধ্যে প্রবেশ করে।

তথ্যসূত্র 

 
উদীয়মান প্রযুক্তি