จุลสารนวัตกรรม ฉบับที่ 58 – นวัตกรรมจากสถาบัน

Silica aerogel เป็นวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ ซึ่งสามารถที่จะนำไปใช้เป็นวัสดุสำหรับงานฉนวนได้เป็นอย่างดี แต่จุดอ่อนสำคัญอย่างหนึ่งของ silica aerogel เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอื่นคือการมีความเปราะบางมากเนื่องจากโครงสร้างของ silica aerogel ประกอบด้วยอนุภาคนาโน silica ที่มีการเชื่อมต่อกันของอนุภาคเพียงจุดเล็ก ๆ ระหว่างอนุภาคนาโน silica  งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาวิธีการสังเคราะห์ที่จะทำให้ silica aerogel มีความแข็งแรงมากขึ้น โดยการใช้ Pluronic10R5 เป็นสารที่จะช่วยทำให้เกิดการเชื่อมโยงระหว่างอนุภาคของ silica ซึ่งวิธีการสังเคราะห์ silica aerogel ในงานวิจัยนี้ จะใช้การสังเคราะห์ด้วยเทคนิค sol-gel ซึ่งเป็นการทำให้สารละลายเกิดเป็นเจล แล้วทำแห้งเจลที่ได้โดยที่ไม่ใช้อุณหภูมิสูงและความดันสูง

                ผลจากการทดลองพบว่าการเพิ่ม Pluronic10R5  มีผลทำให้โครงสร้างของ  silica aerogel มีความแข็งแรงมากขึ้นดังข้อมูลจากกราฟ stress-strain ในรูปที่ 1 โดยชื่อตัวอย่างมีความหมายดังนี้ Hy_0 = 0 % Pluronic 10R5, Hy_1 = 1 % Pluronic 10R5 Hy_3 = 3 % Pluronic 10R5 และ Hy_5 = 5 % 0 % Pluronic 10R5

         จากรูปที่  1 จะเห็นว่าเมื่อเพิ่ม Pluronic 10R5 มากขึ้น (Hy_1 และ Hy_5) ค่า compressive stress จะเพิ่มมากขึ้นเมื่อเทียบกับตัวอย่างที่ไม่มี Pluronic 10R5 (Hy_0) โดยความแข็งแรงที่มากขึ้นของตัวอย่างจากกราฟ  stress-strain สอดคล้องกับภาพถ่าย FE-SEM ดังแสดงในรูปที่ 2 ซึ่งจะเห็นว่า Hy_5 ขนาดอนุภาคของ silica โดยส่วนใหญ่  จะขนาดใหญ่มากขึ้นเมื่อเทียบกับตัวอย่าง Hy_0

        ผลทดสอบความเป็นฉนวนกันความร้อนของตัวอย่างที่สังเคราะห์ขึ้นดังแสดงในรูปที่  3

        โดยที่ทำการทดสอบด้วยการวางตัวอย่างทดสอบบน hotplate ซึ่งมีการให้ความร้อนที่ ~160 0C, โดย A เป็นภาพถ่ายจากกล้องธรรมดา ที่เวลา 0 นาที ส่วน B – D เป็นภาพถ่ายความร้อน (IR thermal image) ที่เวลาผ่านไป 10 นาที, 60 นาที and 120 นาที ตามลำดับ โดยแถบสีด้านขวาสุดในภาพใช้สำหรับเทียบอุณหภูมิ