background image

1

“materiał nieorganiczny powstały wskutek stopienia a następnie 
ochłodzenia bez krystalizacji”

Spełnia makroskopową definicję ciała stałego, chociaż może być też 
uważane za przechłodzoną ciecz.

Nie jest plastyczne: może być odkształcone sprężyście lub pęknąć.

Co to jest szkło?

Co to jest szkło?

o Uwaga:  Historycznie rzecz biorąc, termin „szkło” jest 

zarezerwowane do materiałów amorficznych otrzymanych 
wskutek szybkiego ochłodzenia cieczy. Materiał amorficzny
natomiast, oznacza dowolne ciało stałe o nieperiodycznej sieci 
atomów.

background image

2

Temperatura

Obj

ęto

ść

 w

ła

ściwa

T

m

T

g

szkło

ciec

z

Przechłodzona ciecz

Krystaliczne ciało stałe

Jak otrzymać szkło:

Historia

o Początek był, być może, 

taki: w części Syrii 
(Phoenicia), blisko Judei, u 
podnóża góry Carmel i 
ujścia rzeki Bellus (koło 
Ptolemais) są mokradła. 
Piasek jest tam niezwykle 
czysty. Pewnego razu rozbił 
się tam statek  kupiecki 
wiozący natron [węglan 
sodu]. 

background image

3

Historia

o Kupcy znaleźli się na brzegu i aby ugotować posiłek 

użyli kawałków natronu ze statku (nie było w pobliżu 
kamieni i aby postawić garnek na ognisku, użyli 
kawałków natronu). Piasek na brzegu mieszał się z 
palącym się natronem i strumienie przezroczystej 
cieczy zaczęły wypływać z ogniska: był to początek 
technologii szkła.

o (Isidore of Seville, Etymologies XVI.16. Translation by Charles Witke.) 

o Technologia szkła została odkryta najprawdopodobniej w 

Mezopotamii, w rejonie obecnie znanym jako Irak i Syria. 
Około 3300 lat temu, tajemne "instrukcje" jak budować 
piece i jak wytapiać szkło zostały zapisane na glinianych 
tabliczkach pismem obrazkowym. Instrukcje te były 
później kopiowane przez całe wieki.

Historia

background image

4

Historia

~ 3000 

pne

Wytwarzanie szkła na Kaukazie, 

początki barwienia szkła

~ 1480 

pne

Pojawienie się szkła w Egipcie 

Barwienie za pomocą domieszek 

takich jak Cu, Fe, Mn, Al

~ 630

pne

Pierwszy “podręcznik” wytwarzania 

szkła (Asyria)

~ 900 

pne

Wprowadzenie przemysłu szklarskiego 

do Syrii i Mezopotamii

~ 250

pne

Odkrycie technologii dmuchania szkła

(Fenicjanie)

o 50 ne (czasy Juliusza Cezara): Rozwinięcie technologii 

wydmuchiwania szkła 

Historia

background image

5

~70

Rzymianie wprowadzają produkcję szkła do 
Europy (Hiszpania, Francja, Italia)

79

Pliniusz opisuje produkcję szkła oraz legendy 
jego odkrycia

100

odlewanie szkła w formach

591

Pierwsze wzmianki o szybach okiennych (w 
kościołach)

1180

Pierwsze szyby w domach mieszkalnych.

Historia

Historia

1453 Tajemnice 

produkcji 

szkła docierają z Bizancjum do 

Wenecji 

 

1834  Pierwsze teorie dotyczące szkła kwarcowego (Leng) 

 

1859 Pierwsza 

półautomatyczna maszyna do produkcji butelek 

 

1925  Metoda "Pittsburgh" wytwarzania szyb 

 

1967  Metoda odlewania szyb na stopionej cynie  

 

1970 Produkcja 

włókien optycznych 

 

1983 Technologia 

sol-gel 

 

 

background image

6

Skład szkła

o Głównym składnikiem szkła ( zwykłego) jest SiO

2

Si4+

O2-

Nie tylko SiO

2

tworzy szkło:

Pierwiastki szkłotwórcze : te, które w związkach z 

tlenem tworzą sieć wielościanów; mają liczbę 
koordynacyjną  3 lub 4 (Si, B, P, Ge; As .). Szkło 
tworzą również inne tlenki, jak Bi

2

O

3

, CuO.

background image

7

Skład szkła (tlenkowego)

o Szkło, oprócz pierwiastków szkłotwórczych,  zawiera 

najczęściej jeszcze inne pierwiastki

Glass Type

Rough Percent Composition by Mass

SiO

2

Na

2

O

CaO

B

2

O

3

Al

2

O

3

K

2

O

PbO

soda-lime

70

20

10

bottles, windows (ancient and modern)

inexpensive, limited resistance to heat and chemicals

borosilicate

80

5

12

lab glass, bakeware, industrial pipe
good resistance to thermal shock and chemicals

aluminosilicate

55

18

10

14

fiberglass, top-of-stove ware
excellent resistance to heat and chemicals

lead silicate

55

13

29

"crystal", art glass, TV tubes
easy to form, cut, engrave, stops radiation

high silica

96-100

special uses
high heat (1500 C) resistance, UV-transparency

background image

8

Struktura szkła (tlenkowego)

„ciągła przypadkowa sieć”

• Zachariesen 1933

• Szkło jest zbudowane jak ciągła przypadkowa sieć, w 

której atomy są rozłożone tak jak w cieczy. Spełnione są 
zazwyczaj następujące cztery reguły:

) atom tlenu może być połączony z najwyżej dwoma innymi 

atomami;

2°) liczba koordynacyjna innych atomów jest zazwyczaj mała ( 

≤4);

3°) wielościany koordynacyjne Si-O (lub inne) połączone są między 

sobą narożami;

4°) wielościany tworzą trójwymiarową strukturę.

background image

9

Elementem podstawowym szkła kwarcowego (podobnie jak 
krystalicznego kwarcu) jest czworościan SiO

4

-4. 

Liczba 

koordynacyjna krzemu wynosi 4, zgodnie z 2 regułą 
Zachariesena.

Si4+

O2-

Struktura szkła (tlenkowego)

Czworościany są ze sobą połączone narożami:

Struktura szkła (tlenkowego)

uporządkowanie 
bliskiego zasięgu

background image

10

Inne pierwiastki w strukturze szkła:

Modyfikatory: te, które przerywają sieć wielościanów

(Na, Ca, Ba, K.) z liczbą koordynacyjną 

≥6 

Stabilizatory sieci: te, które ani nie tworzą ani nie 

przerywają sieci  (Al, Li, Zn, Mg, Pb ..) liczba 
koordynacyjna 4 i 6 

Si 4+

Na +

O2-

Przykład: szkło sodowe

background image

11

Właściwości szkła

Temperatura

Obj

ęto

ść

 w

ła

ści

wa

szkło

T

g

T

g

Temperatura 

przejścia do fazy 
szklistej („temperatura 
zeszklenia”) jest to 
temperatura, w której 
ciało amorficzne 
wykazuje zmianę
nachylenia zależności 
objętości właściwej od 
temperatury.

Przykłady:

o Szkło

o SiO

2

o GeO

2

o polistyren
o Au

0.8

Si

2

o H

2

O

o T

g

o 1430 K
o 820  K
o 370  K
o 290  K
o 140  K

background image

12

Lepkość szkła

W tym zakresie szkło jest 
formowane

Powyżej tej lepkości szkło 
jest kruche

Powyżej 10

2

szklo jest 

cieczą

Relaksują wewnętrzne 
naprężenia

Szkło jeszcze zachowuje 
kształt

KOLOR SZKŁA

kolor

jon metalu

czerwone

Se lub Au

żółte

Ni

2+

lub Cd

2+

+ S

2-

zielone

Cr

3+

lub Fe

3+

Niebiesko-zielone

Cu

2+

lub Fe

2+

niebieskie

Co

2+

purpurowe

Mn

2+

czarne

Cr

2

O

3

lub MnO

2

+ NiO

bursztynowe

Fe

3+

+ S

2-

+ C

białe (opal)

CaF

2

lub NaCl

rozdyspergowane w szkle

background image

13

Wytwarzanie szkła (zwykłego)

Wytwarzanie szkła: ogólnie

•czysty SiO

2

topi się powyżej 1700

O

C

•Zmieszany z sodą (tlenek lub węglan sodu) 
topi się w  900

O

C ale jest rozpuszczalne w 

wodzie!

•Zmieszany z CaO staje się nierozpuszczalne 
w wodzie.

•Dlatego właśnie SiO

2

, CaO i  Na

2

O są 

głównymi składnikami zwykłego szkła.

background image

14

Wczesna technologia 

o Rdzeń z błota i gliny o kształcie np. dzbana;
o Po wysuszeniu „owijano go półpłynnymi włóknami 

szkła;

o Następnie znowu go ogrzewano i ceramicznym 

narzędziem wygładzano;

o Na koniec wydobywano rdzeń ze środka.

Wytwarzanie szkła: nieco później

Obecnie, przedmioty szklane są wytwarzane trzema 

głównymi metodami:

1. Wydmuchiwanie szkła

2. Prasowanie

3. Wytwarzanie szyb

4. Wytwarzanie włókien

background image

15

„metoda Pitsburgh”: 

Układ precyzyjnych wałków 

wyciąga warstwę szkła 

pionowo do góry. Po usunięciu 

roztopionej cieczy, wałki nadal 

się obracają i warstwa cała 

wędruje go góry, gdzie jest 

cięta na odpowiednie kawałki. 

Wytwarzanie szyb; „Pitsburgh process”:

Stopione szkło o temperaturze  1500

o

C, tworzy ciągłą warstwę, która 
wpływa na stopioną cynę. Warstwa 
szkła ma grubość od 2 do 12 mm. 
Temperatura szkła stopniowo maleje 
i warstwa przybiera kształt 
równoległościennej, wstęgi.

Wytwarzanie szyb na stopionej cynie

background image

16

Wytwarzanie szyb

1.

Szkło wewnętrznie naprężone ma lepsze 

właściwości mechaniczne: zewnętrzna 
powierzchnia zostaje  ściśnięta, wewnętrzna  -
rozciągnięta;

Wzmacnianie szkła

background image

17

Wzmacnianie szkła

o Jak to się robi:

• Szkło ogrzewa się do temperatury około Tg
• Ochładza się w powietrzu lub oleju
• Powierzchnia ochładza się szybciej niż części wewnętrzne
• Gdy  wewnętrzne części się ochładzają do temperatury 

pokojowej, powierzchnia już jest zimna i sztywna. Rozmiary 
nie mogą się dopasować: wnętrze jest rozciągane przez 
powierzchnię, a powierzchnia ściskana przez wnętrze.

further cooled

before cooling

surface  cooling

tension

compression

compression

hot

hot

cooler

cooler

Wzmacnianie szkła

Naprężenia hamują rozprzestrzenianie się 
pęknięcia

background image

18

Podobny efekt można uzyskać metodą 

chemiczną:

Wymiana jonów Na

+

na K

+

na powierzchni. 

Większe K

+

powodują ściśnięcie zewnętrznej 

powierzchni.

Wzmacnianie szkła

Wzmacnianie szkła

o Szkło umieszcza się w stopionej soli zawierającej jony

K

+

(np. KNO

3

przez 12 godzin w 500 °C).

o Dyfuzja powoduje wymianę jonów sodu na K

+

background image

19

Wzmacnianie szkła

o Laminowanie szkła. Polega na  umieszczeniu warstwy 

polimeru pomiędzy warstwami szkła (minimum dwie).

Wzmacnianie szkła

o Laminowanie szkła. Są dwa 

sposoby wytwarzania szkła 
laminowanego: 

• 1.

Jak na zdjęciach, czyli 

umieszczenie polimeru pomiędzy 
warstwy szkła i sprasowanie całego 
układu; polimer (PVB ma zazwyczaj 
grubość 0.38 mm, w szybach 
samochodowych: 0.76 mm)

• 2.

Wlanie ciekłego polimeru 

między szyby (1-1.5mm)

background image

20

Wzmacnianie szkła

o Szkło kuloodporne: 
o składa się z wielu 

warstw różnych 

materiałów, 

połączonych ze sobą 

w wysokiej 

temperaturze.

Kryształy

o Proces cięcia szkła polega  na dociskaniu szklanego przedmiotu 

do wirującego koła (kamienne lub stalowe). Koło wycina rowki o 

prostych, ostrych krawędziach. Dzięki temu szkło jest bardziej 

połyskujące (więcej powierzchni odbijających światło).

o Najlepszy efekt otrzymuje się w szkle zawierającym dużo tlenku 

ołowiu. 

o „wynalezione” przez George’a Ravenscrofta (Anglia, około 

1676).

background image

21

Butelki

o Szklane butelki wytwarzano w czasach przed-

Rzymskich, używając techniki owijania stopionego szkła 
wokół formy z gliny i trawy.

o Rzymianie wynaleźli dmuchanie szkła i wytwarzali 

szklane butelki w wielkich ilościach.

Szkło w bąbelki

o Technika dekorowania szkła stosowana przez wielu 

wytwórców szkła. 

o Można bąbelki wprowadzać dodając do stopionego 

szkła związki chemiczne, które reagując wytwarzają 
bąble. 

o Pojedyncze bąble można wprowadzić za pomocą 

szpikulca.

background image

22

Szkło fluoryzujące

o Dowolne szkło, które zawiera uran. 

Szkło opalizujące

o Szkło, które w tych miejscach, gdzie warstwa szkła jest 

gruba chłodzi się powoli, dzięki czemu zachodzi 
krystalizacja i szkło staje się matowe. 

background image

23

Szkło fotochromatyczne

Szkło fotochromatyczne zawiera AgCl i CuCl. Są one 

równomiernie rozłożone w objętości szkła. 

Pod wpływem światła zachodzi utlenianie i redukcja AgCl:
Cl

-

Cl   +   e

-

Ag

+

+ e

-

Ag

Szkło fotochromatyczne

o Atomy srebra aglomerują tworząc grupy, które 

absorbują światło i powodują pociemnienie szkła. 

o Stopień zaciemnienia zależy od intensywności światła. 

Proces ten jest bardzo szybki.

background image

24

Szkło fotochromatyczne

o Aby proces foto-pociemnienia szkła był użyteczny, musi 

być odwracalny. Obecność CuCl powoduje 

odwracalność w następujący sposób:

o Atomy Cl utworzone wskutek oświetlenia teraz ulegają 

redukcji, a srebro utlenianiu

o Cl    +    Cu

+

Cl

-

+   Cu

2+

o Cu

2+

+ Ag                                    Ag

+

+    Cu

+

Witraże

Wytwarzanie witraży prawie się nie zmieniło od 12-go wieku. Witraż 
składa się z fragmentów kolorowego szkła połączonych w całość za
pomocą ołowiu. Szczegóły dodatkowo się maluje, a następnie wypala.

background image

25

Witraże

Początkowo szczegóły twarzy, rąk, stroju i inne były malowane na
szkle tylko czarną i brązową farbą.

Figura 
namalowana na 
szkle (1340)

Witraże

Około roku 1300 odkryto żółty barwnik. To umożliwiło barwienie 
białego szkła na kolor żółty, niebieskiego na zielony i było bardzo 
pomocne w barwieniu włosów, koron i aureol. 

XV wiek

background image

26

Włókna optyczne

o Włókno optyczne: cienkie i giętkie włókno zdolne do 

przewodzenia światła. Składa się z bardzo cienkiego rdzenia 
otoczonego koncentrycznymi warstwami szkła i innych 
materiałów.

o Szkło musi być 

bardzo przezroczyste

core

cladding

jacket

light

θ

c

(a)  Geometry of optical fiber

(b)  Reflection in optical fiber

Figure 3.44

Leon-Garcia & Widjaja:  Communication Networks

Copyright ©2000 The McGraw Hill Companies

Włókna optyczne

background image

27

Współczynnik załamania może się zmieniać w 

sposób skokowy bądź stopniowo:

54

Przezroczystość szkła

o Od 3000 pne Egipcjanie i 

Fenicjanie zaczęli 
poszukiwanie sposobów 
polepszenia 
przezroczystości szkła....
Przed  1966 osiągnięto 
pewne plateau w rozwoju 
przezroczystości;

background image

28

55

Przezroczystość szkła

o Dopiero prace prowadzone w 

latach 1970 -1980 (Bell 

Laboratories) spowodowały, 

że szkło stało się 10 000 razy

bardziej przezroczyste niż w 

1966.

o Dzięki temu, włókno może 

mieć średnicę tylko 0.01 mm.

Wytwarzanie 

o SiCl

4

+ O

2

----------> SiO

2

+ 2 Cl

2

Szkła światłowodowego nie robi się z piasku. 

background image

29

Wytwarzanie

2. Wyciąganie włókna:

1. wytwarzanie szkła i wstępna 
obróbka

Z kolei zmianę współczynnika załamania osiąga 

się dzięki:

o Dodaniu germanu (też jako czterochlorek). German ma o 18 

elektronów więcej niż Si jest domieszką, która zwiększa n, nie 
zmieniając współczynnika absorpcji. 

o Dodatek boru lub fluoru zmniejsza współczynnik załamania.

background image

30

Na marginesie: inne zaawansowane materiały w 

światłowodzie:

Szkło metaliczne

Stop amorficzny dwu- lub wieloskładnikowy, w którym metal jest 

głównym składnikiem, otrzymany przez bardzo szybkie 
chłodzenie (10

3

- 10

6

K/s) 

• Produkuje się je najczęściej przez wylanie cienkiej warstwy stopu na 

szybko odprowadzające ciepło podłoże.

• Można też wylewać stop na wirującą tarczę (90 m/s).
• Po raz pierwszy szkło metaliczne otrzymano w 1960 roku

background image

31

Szkło metaliczne -

własności

Szkło metaliczne

o W 1990, naukowcy otrzymali szkło metaliczne już nie 

tylko w postaci cienkiej warstwy (nie mikrometry, tylko 

centymetry przy szybkościach chłodzenia 100-1 K/s). 

Przykłady:

¾

Rodzina Zr-Ti-Cu-Ni-Be BMG otrzymana przez 
Johnsona i Pekera

¾

Vitreloy 1 : Zr

41.2 

Ti

13.8

Cu

12.5

Ni

10.0 

Be

22.5

background image

32

Struktura szkła metalicznego (Vitreloy 1)

o Zbudowane jest z atomów znacznie różniących się 

między sobą - zmniejsza to tendencją do krystalizacji.

Figure 1b. Topological atomic size comparsion of species in 

Vitreloy 1 bulk metallic glass

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1

0.11

0.12

0.13

0.14

0.15

0.16

0.17

Atomic Radius (nm)

A

tom

ic

 C

o

mposti

ti

on 

(at

%

)

Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5

Właściwości

o Granica odkształcenia 

sprężystego 2% !

Image courtesy of Liquidmetal golf

background image

33

Szkło metaliczne -

zastosowania

o Głównie - wykorzystujące własności magnetyczne:

• Rdzenie transformatorów;
• Głowice magnetyczne;
• Przetworniki magnetostrykcyjne;
• Elastyczne ekrany magnetyczne;

Szkło metaliczne -

zastosowania

o Wykorzystujące własności fizyczne i mechaniczne

• Wzmocnienie zbiorników ciśnieniowych;
• Węże, rury, pasy;
• „tkaniny” ekranujące przed interferencją;
• Ostrza;
• Folia łącząca elementy stalowe i stopy niklu w:

• Wymiennikach ciepła;
• Bateriach Ni-Cd; 
• Rozrusznikach serca.

background image

34

Tworzywa szklano-ceramiczne

•Szkło można skrystalizować, wygrzewając je, ale staje się ono wtedy 
kruche i pęka.
•Dodanie zarodków krystalizacji, takich jak  Ag or TiO

2

powoduje, że 

krystalizowane szkło jest bardzo wytrzymałe i odporne na wysoka 
temperaturę
•Stosuje się w naczyniach kuchennych, konwerterach katalitycznych itd..

SYNTEZA SOL-ŻEL

o Powstawanie aerożelu przebiega w dwóch głównych 

etapach:

• tworzenie mokrego żelu

• suszenie

background image

35

SYNTEZA SOL-ŻEL

Większość krzemowych aerożeli wytwarza się z  

Si(OCH

3

)

4

lub Si(OCH

2

CH

3

)

4

Typowa reakcja:

Si(OCH

2

CH

3

)

+ 2H

2

O =  SiO

+ 4HOCH

2

CH

3

Ta reakcja najczęściej przebiega w etanolu i w obecności 

katalizatora (np. HCl).

SYNTEZA SOL-ŻEL

o W rezultacie reakcji hydrolizy  powstaje SOL. Jest to 

układ rozdyspergowanych koloidalnych cząstek w 
cieczy (koloid : cząstki o rozmiarze 1-1000nm, tzn. 10

3

-

10

9

atomów) 

background image

36

SYNTEZA SOL-ŻEL

W miarę postępowania reakcji polimeryzacji SiO

2

(kondensacja) SOL przekształca się w sztywny ŻEL. W 
tym stanie, żel jest wyjmowany z formy.  

SYNTEZA SOL-ŻEL

o Ostatnim, najważniejszym etapem wytwarzania aerożelu

jest jego suszenie w warunkach nadkrytycznych.

background image

37

WŁAŚCIWOŚCI AEROŻELI

o Większość właściwości aerożeli wynika z ich  z bardzo 

dużej porowatości. Aerożele składają się w około 95% z 
powietrza (od 85% do 99.87%).

o Średnia średnica porów: 20 nm, wielkość cząsteczek: 2-

5 nm.

WŁAŚCIWOŚCI AEROŻELI

o Mała gęstość 0.003-0.35 g/cm

3

, średnio gęstość jest 

około 0.1 g/cm

3

. Dla porównania zwykłe szkło ma 

gęstość 2.4-2.8 g/cm

3

.

o Porowatość wiąże się również z ogromną powierzchnią 

wewnętrzną (600-1000 m

2

/g).

background image

38

WŁAŚCIWOŚCI DIELEKTRYCZNE

o Współczynnik załamania 

światła: 1.05-1.1; 

o Stała dielektryczna: 1.1

o Obie wielkości są 

niezwykle małe jak na 
ciało stałe.

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE

o Moduł Younga 10

6

-10

7

N/m

2

o Wytrzymałość na rozciąganie 16 kPa 
o Prędkość dźwięku w aerożelu: 100m/s

o Wszystkie 3 wielkości są niezwykle małe w porównaniu 

ze zwykłym szkłem (np. E jest 10

4

razy mniejsze). 

background image

39

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE

o Wbrew pozorom‚ aerożele mają interesujące 

właściwości mechaniczne jako materiały absorbujące 
energię uderzeniową. Stosuje się je w kaskach.

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE

o W czasie uderzenia zostają zrywane wiązania  jedno po drugim. 

Wewnątrz aerożelu ten proces trwa dość długo (i o to 
chodzi).Dodatkowo część energii jest zużywana na sprężenie 
powietrza z porów. 

polistyren

background image

40

WŁAŚCIWOŚCI TERMICZNE

o Zachowują swoje właściwości

do temperatury 500ºC;

o Temperatura topnienia 

1200ºC;

o Typowy aerożel ma 

przewodność  cieplną  
~0.017 W/mK (bardzo małą).

WŁAŚCIWOŚCI TERMICZNE

o Izolacja termiczna to jedno z głównych zastosowań 

aerożeli. Aerożele izolują około 3-7 razy lepiej niż szkło 2-
4 razy lepiej niż styropian.

o Wykorzystuje się je do izolacji płynów kriogenicznych 

background image

41

WŁAŚCIWOŚCI TERMICZNE

o Głównym mechanizmem przewodzenia ciepła jest  

transport za pośrednictwem gazów poruszających się 
poprzez pory. 

o Zmniejszenie przewodnictwa termicznego można 

osiągnąć przez zwiększenie drogi swobodnej gazu 
wypełniającego pory w stosunku do wielkości porów.  

WŁAŚCIWOŚCI TERMICZNE

o Trzy sposoby obniżenia przewodności termicznej:

• wypełnienie aerożelu gazem o mniejszej masie molowej;
• zmniejszenie porów;
• obniżenie ciśnienia;

niepraktyczne

background image

42

WŁAŚCIWOŚCI TERMICZNE

o Obniżenie ciśnienia w wielu zastosowaniach ma sens 

(np. termosy) 

wystarczy obniżyć 
ciśnienie do 50 torów (do 
tego celu wystarczy 
torebka foliowa)

Zastosowania

o Do aerożeli można dodawać 

różne inne pierwiastki
otrzymując w ten sposób np. 
różne kolory. 

Cu

Ni

Fe

2

O

3

C

background image

43

Zastosowania w medycynie

o Kapsułki aerożelu zawierające substancje aktywne 

stopniowo je uwalniają jednocześnie zabezpieczając 
przed zbyt dużym kontaktem z tkankami.

Zastosowania

Przezroczyste 
warstwy 
ceramiczne na szkle

background image

44

Zastosowania

o Najstarszym zastosowaniem technologii 

sol-gel są cienkie warstwy. Pierwszy 

patent:  Jenaer Glaswer Schott & Gen. 

w 1939. Obecnie:

Zastosowania: pył kosmiczny

o Sonda Stardust wykorzysta 

aerożel do zbierania pyłu 

kosmicznego. 

o Gdy  cząstka pyłu uderza w 

aerożel, zagłębia się w nim, 

stopniowo zwalniając,  i 

pozostawia podłużny ślad mniej 

więcej 200 razy dłuższy niż

średnica cząstki. 

background image

45

Zastosowania

o Tak  wygląda cały 

detektor. 

o Jedna strona 

kolektora będzie 
skierowana w 
stronę komety Wild
2, druga- będzie 
zbierać 
międzygwiezdny pył 
kosmiczny. 

Zastosowania

o Dodając drobiny 

ferromagnetyka otrzymujemy 
materiał magnetyczny (tutaj jest 
to tlenek żelaza). Podobnie 
można otrzymać aerożel 
ferroelektryczny.

background image

46

Zastosowania

o Naukowcy otrzymali super lekkie  magnesy zbudowane 

z aerożeli,  do których dodano bardzo małe cząstki 
magnetyczne  (Nd

2

Fe

14

B). Nano-drobiny magnetyczne 

były w czasie syntezy orientowane w polu 
magnetycznym. Magnesy te są przezroczyste.