एयरजेल क्या है?

एयरजेल एक प्रकार का नैनो छिद्रित ठोस पदार्थ है जो सोल जेल विधि द्वारा बनता है, जिसमें जेल में तरल चरण को एक निश्चित सुखाने की विधि द्वारा गैस द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है [1]। जैसे जिलेटिन, अरबी गोंद, सिलिकॉन, बाल, नाखून आदि। एयरजेल में जेल के गुण भी होते हैं, यानी विस्तार, थिक्सोट्रॉपी और डिसाइजिंग।
एयरजेल दुनिया का सबसे छोटा ठोस पदार्थ है और 2022 में रासायनिक क्षेत्र में उभरती दस प्रौद्योगिकियों में से एक है।
एयरजेल एक प्रकार का ठोस पदार्थ रूप है, जिसका घनत्व दुनिया में सबसे कम होता है। घनत्व 3 किलोग्राम प्रति घन मीटर है। आम एयरजेल सिलिकॉन एयरजेल जेल है, जिसे सबसे पहले 1931 में अमेरिकी वैज्ञानिक किस्टलर ने अपने दोस्तों के साथ जुआ खेलने के लिए बनाया था। एरोजेल कई प्रकार के होते हैं, जिनमें सिलिकॉन, कार्बन, सल्फर, मेटल ऑक्साइड, मेटल इत्यादि शामिल हैं। एयरजेल एक मिश्रित शब्द है. यहाँ एयरो एक विशेषण है, जिसका अर्थ है "हवा में"। जेल स्पष्ट रूप से जेल है. इसका शाब्दिक अर्थ है हवा का जेल। किसी भी पदार्थ के जेल को तब तक एयरजेल कहा जा सकता है जब तक इसे आंतरिक विलायक को हटाने और इसके आकार को मूल रूप से अपरिवर्तित रखने के लिए सुखाया जा सकता है, और उत्पाद में उच्च सरंध्रता और कम घनत्व होता है।
क्योंकि घनत्व बेहद कम है, सबसे हल्का एयरजेल केवल 0.16 मिलीग्राम/सेमी3 है, जो हवा के घनत्व से थोड़ा कम है, इसलिए इसे "जमा हुआ धुआं" या "नीला धुआं" भी कहा जाता है। अंदर (नैनोमीटर स्तर पर) बेहद छोटे कणों के कारण, दृश्यमान प्रकाश इसके माध्यम से गुजरते समय कम बिखरता है (रेले स्कैटरिंग), ठीक उसी तरह जैसे सूरज की रोशनी हवा से गुजरती है। इसलिए, यह भी आकाश की तरह नीला दिखाई देता है (यदि इसमें और कुछ न मिला हो), और प्रकाश के सामने देखने पर थोड़ा लाल दिखाई देता है। आकाश नीला है, जबकि शाम का आकाश लाल है। चूंकि 80% से अधिक एयरजेल हवा है, इसका बहुत अच्छा ताप इन्सुलेशन प्रभाव होता है। एक इंच मोटा एयरजेल साधारण कांच के 20 से 30 टुकड़ों के बराबर होता है। अगर एयरजेल को गुलाब और लौ के बीच रखा जाए तो भी गुलाब को कोई नुकसान नहीं होगा। अंतरिक्ष अन्वेषण में एयरगेल के भी कई प्रकार के उपयोग हैं, जिनमें रूसी "शांति" अंतरिक्ष स्टेशन और अमेरिकी "मार्स पाथफाइंडर" जांच शामिल हैं। एयरोगेल का उपयोग कण भौतिकी प्रयोगों में चेरेनकोव प्रभाव के डिटेक्टर के रूप में भी किया जाता है। उच्च ऊर्जा त्वरक अनुसंधान संस्थान, बी मेसन फैक्ट्री के बेले प्रायोगिक डिटेक्टर में एयरगेल चेरेनकोव काउंटर (एसीसी) नामक एक कण विभेदक, एक हालिया अनुप्रयोग उदाहरण है। इस डिटेक्टर में उपयोग किए गए एयरजेल में तरल और गैस के बीच कम अपवर्तक सूचकांक, साथ ही उच्च संप्रेषण और ठोस अवस्था की विशेषताएं हैं, जो क्रायोजेनिक तरल या उच्च दबाव वाली हवा का उपयोग करने की पारंपरिक विधि से बेहतर है। इस बीच, इसका हल्का होना भी इसके फायदों में से एक है।
इस नई सामग्री का घनत्व केवल 3.55 किलोग्राम प्रति घन मीटर है, जो हवा के घनत्व का केवल 2.75 गुना है; सूखी चीड़ की लकड़ी का घनत्व (500 किलोग्राम प्रति घन मीटर) इससे 140 गुना अधिक होता है। यह पदार्थ ठोस धुंए जैसा दिखता है, लेकिन इसकी संरचना कांच के समान होती है। अपने अत्यंत कम घनत्व के कारण, यह एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त है। नासा जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी, डॉ. जोन्स द्वारा विकसित एक नया एयरजेल, मुख्य रूप से शुद्ध सिलिका से बना है। उत्पादन प्रक्रिया में, तरल सिलिकॉन यौगिक को पहले तरल विलायक के साथ मिलाया जाता है जो जेल बनाने के लिए जल्दी से वाष्पित हो सकता है, और फिर जेल को एक दबावयुक्त डाइजेस्टर के समान एक उपकरण में सुखाया जाता है, और हीटिंग और अवसादन के बाद, एक छिद्रपूर्ण स्पंज संरचना बनाई जाती है। डॉ. जोन्स द्वारा प्राप्त अंतिम एयरजेल में हवा का अनुपात 99.8% था।
एयरजेल को इसके पारभासी रंग और बेहद हल्के वजन के कारण कभी-कभी "ठोस धुआं" या "जमा हुआ धुआं" कहा जाता है। यह नई सामग्री नाजुक लग सकती है, लेकिन वास्तव में यह बहुत मजबूत और टिकाऊ है, जो 1400 डिग्री सेल्सियस तक तापमान सहन करने में सक्षम है। एरोजेल की इन विशेषताओं का अंतरिक्ष अन्वेषण में कई अनुप्रयोग हैं। एयरजेल सामग्री का उपयोग रूसी "शांति" अंतरिक्ष स्टेशन और अमेरिकी "मार्स पाथफाइंडर" अंतरिक्ष यान पर किया जाता है।