सर्दी आ गई है, तापमान में तेजी से गिरावट आई है और हर कोई सर्दियों के मोटे और गर्म कपड़े खरीद रहा है। "एरोजेल से निर्मित, एयरोस्पेस-ग्रेड सामग्री से बना" का नारा कुछ सर्दियों के ठंड प्रतिरोधी और गर्म कपड़ों पर तेजी से दिखाई दे रहा है, जो सुपर थर्मल प्रदर्शन का दावा करता है और सस्ता नहीं है। तो एरोजेल किस प्रकार की सामग्री है? क्या एयरजेल कपड़े वास्तव में ठंडा और गर्म रखने में चमत्कारी प्रभाव डालते हैं?

तस्वीर एक ई-कॉमर्स प्लेटफॉर्म से ली गई है

आइए शुरुआत करते हैं कि वास्तव में एयरजेल क्या है।

एरोजेल क्या है?

एयरजेल एक प्रकार की त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना सामग्री है जो बड़ी संख्या में बंद माइक्रोप्रोर्स को ढकती है। इसे सोल-जेल परिवर्तन प्रक्रिया के माध्यम से और फिर एक विशेष सुखाने की प्रक्रिया के माध्यम से अकार्बनिक सामग्री या पॉलिमर मैक्रोमोलेक्यूल्स से बनाया जा सकता है।

इस परिभाषा के आधार पर, आप जान सकते हैं कि एयरजेल की अवधारणा वास्तव में एक ठोस संरचना (एक निश्चित रासायनिक पदार्थ के बजाय) को संदर्भित करती है। इस संरचना की विशेष विशेषता यह है कि इसमें उच्च सरंध्रता है, जिसकी सरंध्रता 80.0%~99.8% तक है, और छिद्र व्यास 1 से 100 नैनोमीटर तक है।

एयरजेल संरचना के बंद माइक्रोप्रोर्स में स्थिर हवा बिखरी हुई है, जो यह निर्धारित करती है कि एयरजेल संरचना वाली सामग्रियों में कम घनत्व और कम तापीय चालकता की प्रदर्शन विशेषताएं हैं।

एयरजेल सामग्री में आम तौर पर अकार्बनिक एरोजेल और कार्बनिक एरोजेल शामिल होते हैं। अकार्बनिक एयरोजेल में सिलिका एयरोजेल, टाइटेनियम डाइऑक्साइड एयरोजेल आदि शामिल हैं, और कार्बनिक एयरोजेल में पॉलीमाइड एयरोजेल, पॉलीयुरेथेन एयरोजेल आदि शामिल हैं।

एक एयरजेल सामग्री. चित्र लेखक द्वारा उपलब्ध कराया गया है। एयरजेल सामग्री के उच्च थर्मल इन्सुलेशन गुण इसे एयरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक संचार, लौ रिटार्डेंट और हीट इन्सुलेशन और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग करते हैं।

उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस क्षेत्र में, एयरजेल सामग्री का उपयोग विमान हीट शील्ड, रेड्यूसर के लिए लचीली थर्मल सुरक्षा प्रणालियों, अंतरिक्ष प्रणोदन प्रणालियों के लिए क्रायोट्यूब इन्सुलेशन परतों, अंतरिक्ष सूट आदि में किया जाता है। इसलिए इस दृष्टिकोण से, एयरजेल वास्तव में एक वास्तविक "एयरोस्पेस ग्रेड सामग्री" है।

एयरजेल से कपड़े कैसे बनाएं?

तो, चूंकि एयरजेल का थर्मल इन्सुलेशन प्रदर्शन इतना अच्छा है, क्या इस सामग्री का उपयोग हमारे दैनिक मानव शरीर की गर्मी और ठंड से सुरक्षा परिदृश्यों में किया जा सकता है? कपड़ा विज्ञान वास्तव में इस क्षेत्र में अनुसंधान कर रहा है, और हम वर्तमान अनुसंधान परिणामों पर एक नज़र डाल सकते हैं।

हम आमतौर पर कपड़े पहनते हैं और हमें उन्हें खींचना और रगड़ना पड़ता है। यह सामान्य कपड़ा कपड़ों के लिए केक का एक टुकड़ा है। हालाँकि, वर्तमान एयरजेल संरचनात्मक सामग्री में खराब यांत्रिक गुण हैं, यह आसानी से टूट जाती है और चूर्णित हो जाती है, इसमें लचीलेपन और आवरण की कमी होती है, और यह दैनिक वस्त्रों और कपड़ों में सीधे उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है।

बेंट एयरजेल सामग्री फोटो लेखक के सौजन्य से

कपड़ा वैज्ञानिकों ने भी इस स्थिति को सुधारने के लिए कई तरीकों के बारे में सोचा है, वे ठंड से सुरक्षा और गर्मी बनाए रखने के गुणों में सुधार के लिए वस्त्रों और कपड़ों में एरोजेल का उपयोग करने की उम्मीद कर रहे हैं।

उदाहरण के लिए, एयरजेल पाउडर को एक चिपकने वाले पदार्थ का उपयोग करके कपड़ा सामग्री की सतह पर चिपकाया जाता है या कपड़ा सामग्री को एयरजेल से चिपकाया जाता है; एयरजेल युक्त कोटिंग फिनिशिंग एजेंट कपड़े की सतह पर समान रूप से लेपित होता है; एयरजेल तैयार करने के लिए समाधान का उपयोग सीधे एक विशिष्ट प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के माध्यम से एयरजेल फाइबर तैयार करने के लिए किया जाता है; या एयरजेल युक्त रासायनिक फाइबर का उत्पादन करने के लिए एयरजेल कणों को कताई समाधान में जोड़ा जाता है। ऐसा लगता है कि कपड़ों में एयरजेल के प्रयोग की कुछ उम्मीद है, लेकिन वास्तविक व्यवहार में अभी भी कई समस्याएं हैं।

क्या वर्तमान "एयरजेल कपड़े" विश्वसनीय हैं?

कपड़ों के लिए एयरजेल सामग्रियों का उपयोग करने के कई प्रयास किए गए हैं, लेकिन दुर्भाग्य से इन प्रौद्योगिकियों और प्रक्रियाओं में अभी भी कुछ समस्याएं हैं।

उदाहरण के लिए, एयरजेल फाइबर की निर्माण प्रक्रिया बहुत धीमी है, और उनके यांत्रिक गुण अपेक्षाकृत खराब हैं, जिससे बाद की कताई और बुनाई प्रक्रियाओं में आवश्यक तनाव का सामना करना मुश्किल हो जाता है। यद्यपि सतह आसंजन तकनीक या एयरजेल कोटिंग तकनीक उपचारित कपड़ों के थर्मल इन्सुलेशन प्रदर्शन में सुधार कर सकती है, लेकिन कपड़े के वायुरोधी और नमी-पारगम्य होने की समस्या पैदा करना आसान है।

ऐसे भी मामले हैं जहां एयरजेल के कण छिल जाते हैं। कुछ मित्र भ्रमित हो सकते हैं। क्या मैंने यह नहीं बताया कि एयरजेल सामग्री का उपयोग अंतरिक्ष सूट में किया जाता है? हम कपड़े क्यों नहीं बना सकते?

वास्तव में, स्पेस सूट में उपयोग किया जाने वाला एयरजेल सामग्री उच्च शक्ति और अच्छी कोमलता वाला एक पॉलीमाइड एयरजेल है। यह सामग्री वर्तमान में केवल कुछ विशेष क्षेत्रों जैसे स्पेस सूट और सुरक्षात्मक कपड़ों में उपयोग की जाती है।

हालाँकि उन्हें "कपड़े" भी कहा जाता है, अंतरिक्ष सूट और सुरक्षात्मक कपड़े कपड़ों के एक साधारण टुकड़े के बजाय एक प्रकार की विशेष व्यक्तिगत उपकरण प्रणाली से संबंधित हैं। थर्मल इन्सुलेशन सामग्री के रूप में, एयरजेल सामग्री सिस्टम का केवल एक हिस्सा है। मानव शरीर और बाहरी वातावरण के बीच नमी और गर्मी संतुलन प्राप्त करने के लिए अन्य सामग्रियों और उपकरणों की भी आवश्यकता होती है। यह रोजमर्रा के पहनावे से बिल्कुल अलग व्यवस्था है।

कुल मिलाकर, वर्तमान तकनीकी परिस्थितियों में, दैनिक कपड़ों में ठंड से बचाव और गर्मी संरक्षण के लिए एयरजेल सामग्री के उपयोग में अभी भी काफी सीमाएं हैं, और औद्योगिक बड़े पैमाने पर उत्पादन और व्यावसायीकरण दुर्लभ हैं। यह अनुशंसा की जाती है कि उपभोक्ता संबंधित उत्पादों में प्रयुक्त सामग्री और एयरजेल के वास्तविक प्रभावों की जांच पर ध्यान दें, और आँख बंद करके ऑर्डर न दें।

संदर्भ

[1] झाओ गुओलियांग, ली गुआंगवु, ज़ू रोंग, आदि। कपड़ा और कपड़ों के क्षेत्र में एरोजेल के अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति [जे]। नई सामग्री उद्योग, 2021, (02): 48-53। डीओआई: 10.19599/j.issn.1008-892x.2021.02.009

[2] मा शियाओयी, हू यानपिंग, वांग काई, और अन्य। पॉलीमाइड एरोजेल [जे/ओएल] की तैयारी, संरचना और गुणों पर अनुसंधान प्रगति। पॉलिमर सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग, 1-12 [2023-11-13] https://doi.org/10.16865/j.cnki.1000-7555.2023.0221।

[3]नासा: सुपर-इंसुलेटेड कपड़े बनाने के लिए नए अल्ट्रा-थिन, लचीले एयरोगेल्स का इस्तेमाल किया जा सकता हैhttps://inhabitat.com/nasa-new-ultra-thin-flexible-aerogels-could-be-used-to-make-super-insulated-clothing/

[4]DurablePolyimideAerogels(LEW-TOPS-133)https://technology.nasa.gov/patent/LEW-TOPS-133