Šilumą izoliuoja, panaudodami želės savybes

„SLENTITE ®“ – aukštos kokybės šilumos izoliacinė medžiaga, pagaminta iš organinio aerogelio, 90 proc. sudaryto iš oro. Alexander Schneider iliustr.

Po daugelio metų tyrimų BASF sukūrė naują šilumą izoliuojančią medžiagą „SLENTITE ®“. Tai aukštos kokybės produktas, kurio gebėjimas izoliuoti šilumą pagrįstas organiniu aerogeliu, 90 proc. sudarytu iš oro.

Oras suteikia puikią apsaugą nuo šalčio – tai gali patvirtinti kiekvienas, pirmosiomis žiemos dienomis užsivilkęs pūkinę striukę. Mažytės oro kišenės tarp tūkstančių pūkinių skaidulų padeda kūnui išlaikyti šilumą.

Daugelis įprastinių medžiagų, skirtų pastatų šiluminei izoliacijai, duoda tokį patį rezultatą. Tačiau, kaip ir daugelis pūkinių striukių, ši medžiaga turi būti storesnė, kad būtų geresnė šilumos izoliacija. Bet ar įmanoma šilumos izoliaciją padaryti plonesne, nepakenkiant medžiagos eksploatacinėms savybėms?

Po septynerių metų tyrimų BASF chemikas Marc Fricke ir jo komanda rado atsakymą: „SLENTITE ®“ – aukštos kokybės šilumos izoliacinė medžiaga, pagaminta iš organinio aerogelio, 90 proc. sudaryto iš oro. Ji yra ypač tvirta ir izoliuoja dvigubai geriau, nei įprastos medžiagos.

Kai prieš daugiau nei 7 metus M. Fricke pradėjo tirti labai akytas, aukštos kokybės medžiagas, iki gatavo produkto buvo labai toli.

„Tuo metu BASF Strasbūro laboratorijoje surinko įvairią informaciją iš viso pasaulio. Turint visą reikiamą įrangą, reikėjo atlikti labai sudėtingus procesus. Tai buvo naujų cheminių strategijų kūrimo ar pažįstamų strategijų taikymo naujose srityse klausimas, – pasakoja M. Fricke, aiškindamas projekto, kurio kulminacija yra „SLENTITE ®“, aerogelio pagrindu sukurta didelio efektyvumo izoliacinė medžiaga, pradžią. – Iš pradžių mes net neįsivaizdavome, kuria linkme galiausiai dirbsime.“

Tuo metu jau buvo plačiai žinoma, kad aerogeliai pasižymi ypač mažu šilumos laidumu. Kuriant naują medžiagą, iššūkiu tapo šiai ypač trapiai medžiagai suteikti stabilią formą. Aerogeliai šilumos izoliacijoje nebuvo naujiena. Tačiau iki šiol jie buvo tik miltelių pavidalo ir naudojami kaip viena iš sudėtinių medžiagų. M. Fricke ir jo komandos idėja buvo sukurti gryną poliuretano aerogelį, kurį būtų galima gaminti kaip tvirtą plokštę.

„Tai buvo ir vis dar yra gana sunki užduotis“, – pasakoja M. Fricke.

Norint suvokti komandos iššūkius, reikia praverti duris į chemijos pasaulį.

„Įsivaizduokite, kad savo virtuvėje pasigaminote želę. Proceso pradžioje ji yra beveik tokia pat kaip mūsų gelis, – aiškina Misūrio mokslo ir technologijos universiteto chemijos profesorius ir BASF bendradarbis Nichol Levent. – Šiuo metu užduotis yra pakeisti visą želės skystį oru. Tai daroma taikant vadinamąjį superkritišką džiovinimą. Svarbu, kad medžiaga nesitrauktų ir išlaikytų savo formą bei poringumą.“
Kūrėjų komanda kartu su Hamburgo technologijos universiteto ekspertais pamažu judėjo sprendimo link. Rezultatas yra PU plokštė, neįtikėtina, bet sudaryta 90 proc. iš oro. Oras yra įstrigęs daugybėje porų šimtų nanometrų diapazone, todėl naujasis aerogelio skydas tampa viena iš geriausių šilumą izoliuojančių medžiagų.

„LENTITE®“ yra mažo svorio: sunkesnis už polistireną, bet lengvesnis už gipso kartoną.

Jis yra ypač atsparus hermetiškumui ir lengvai apdorojamas: izoliacines plokštes galima pjauti, frezuoti, gręžti ir klijuoti. Kadangi papildomai galime sumažinti izoliacijos storį 25–50 proc., atveriame naujų galimybių, ypač architektūroje, – sako M. Fricke, neslėpdamas susižavėjimo šia medžiaga. – Su „SLENTITE®“ galime spręsti tokias neatidėliotinas problemas, kaip senų pastatų modernizavimas. Sudėtingi dizaino sprendimai gali būti realizuojami lanksčiau, naudojant plonesnę izoliaciją.“

Šiuo metu „SLENTITE® BASF“ yra testuojama bendradarbiaujant su partneriais. „SLENTITE®“ yra ypač tinkamas ir naudojamas istorinių pastatų vidaus šilumos izoliacijai.

Kūrėjai siekia, kad novatoriškos šilumos izoliacinės medžiagos, kokia yra ir „SLENTITE®“, atitiktų architektūrinius ateities iššūkius. Pastatai turi tapti kuo efektyvesni energijos naudojimo vertinimu ir būti patogūs. Tam reikia naujų sprendimų, kurių jau ieško M. Fricke ir jo komanda.

Moderni Izoliacija: SLENTITE® – ypač efektyvi izoliacija ateities statyboms: