エアロゲル： 航空宇宙分野における高性能材料の未来を開拓します

SDKI によって発行されました : Sep 2024

アロゲルは非常に軽量で、優れた断熱性を備えています。高性能材料として不可欠な存在になりつつあります。これらの材料は、建設、スポーツ、エレクトロニクスからライフサイエンスまでさまざまな分野で使用されています。しかし、シリカの最大のユーザーは航空宇宙です。このブログでは、エアロゲルと航空宇宙部門の関係について探ります。また、市場動向、研究結果、将来の見通しについても取り上げます。

エアロゲルとは何か？

エアロゲルは、密度が非常に低い固体材料です。そのエーテルのような外観から、「凍った煙」と呼ばれることもあります。95－99% の空気で構成され、強力な絶縁体で非常に高い温度に耐えます。エアロゲルの構造は、ゲルガス内の液体の置換から生まれます。そのため、アプリケーションにおいて非常に優れた性能を発揮する多孔質で軽量な材料となります。

航空宇宙産業におけるエアロゲル

エアロゲルは航空宇宙産業で最も有望です。軽量で、強度があり、絶縁性があります。さらに、厳しい条件にも耐えます。そのため、エアロゲルは多くの航空宇宙部品にとって不可欠です。

• 宇宙船の断熱

NASA は多くのミッションでこれを使用しており、敏感な機器を断熱しています。最近の研究では、エアロゲルの強度と耐熱性を向上させることを目指しています。

• 軽量構造部品

航空宇宙工学は常に軽量化に取り組んでいます。この取り組みにより、燃料効率が向上し、積載量が増加します。最も軽い固体材料であるエアロゲルが重要な役割を果たします。エアロゲルは構造物の重量を削減し、宇宙船や飛行機にとって不可欠です。

エアロゲル市場調査レポート: SDKI Analytics アナリストの概要

エアロゲル市場は急速に成長しています。建設、石油とガス、航空宇宙などの産業がこの市場の成長を牽引しています。2024年の市場規模は86億米ドルでしました。2037年までに658億米ドルに達すると予想されています。この成長は、2025－2037年中に約17.2%のCAGRを表しています。

市場セグメンテーション

製品別: エアロゲルにはシリカ、ポリマー、カーボンが含まれます。

形状別: ブランケット、粒子、パネル、モノリスでご利用いただけます。

最終用途別: 石油とガス、建築と建設、自動車、航空宇宙と海洋、高性能コーティングが含まれます。

エアロゲルのタイプ

1. シリカエアロゲル: この一般的なエアロゲルは二酸化ケイ素 (SiO2) でできています。密度が低く、断熱性に優れています。そのため、宇宙探査や建物の断熱に使用されています。
2. カーボンエアロゲル: カーボンベースの材料です。スーパーキャパシタやバッテリー、浄水、触媒など、幅広いエネルギー貯蔵用途に使用できます。これらは、豊富な表面積と電気伝導性によるものです。
3. ポリマーエアロゲル: 数種類のポリマーでできています。これらのポリマーは柔軟性があり、生体組織と適合し、自然に分解します。医薬品、薬物送達、食品の包装、センサーに使用されています。
4. ハイドロゲル: ハイドロゲルは、ポリマーネットワークで構成されるサブクラスのエアロゲルです。この材料は、かなりの量の水を保持できます。これらは、薬物送達やコンタクトレンズなどの生物医学機能によく使用されます。
5. 金属酸化物エアロゲル: アルミナ、チタニア、ジルコニアなどの純粋な金属酸化物から作られたエアロゲルは、熱安定性が非常に高く、高温断熱、触媒、環境浄化に最適です。

エアロゲルの技術的進歩

エアロゲル技術の最近の進歩は、強度と柔軟性の向上を目指しています。これらの革新は、航空宇宙分野での新たな用途への道を切り開いています。

• フレキシブル エアロゲル

フレキシブル エアロゲルは、特に動きと柔軟性が重要な場合に、新しい用途を開拓します。従来のエアロゲルと同等の断熱性と防音性を備えています。より強力で、アプリケーションが広いです。

• ハイブリッド エアロゲル

他の材料を追加することで、エアロゲルの性能が向上します。例えば、炭素ベースのエアロゲルです。導電性が向上しています。この特性により、エアロゲルは航空宇宙での使用に最適です。

• エアロゲル複合材

エアロゲルは、航空宇宙でのテスト用に材料と組み合わせられています。これらの複合材は、エアロゲルの軽量性と断熱性を活用しています。

航空宇宙以外のアプリケーション

航空宇宙分野におけるエアロゲルの能力には大きな期待が寄せられています。しかし、そのアプリケーションは航空宇宙産業だけにとどまりません。

• 石油とガス産業

パイプラインや設備の断熱は非常に重要です。断熱によりエネルギー損失が削減され、効率が向上します。耐熱性と耐薬品性が高いため、過酷な環境に最適です。

• 建設産業

エアロゲルはエネルギー効率の高い建物の断熱材として使用されます。優れた熱特性により、暖房と冷房のコストが削減されます。

• 自動車産業

エアロゲルは現在、自動車部門で広く使用されています。電気自動車の台頭により、エアロゲルの役割は拡大すると予想されます。エアロゲルは断熱性が高く、エネルギー損失が削減されます。

エアロゲルの将来展望

これらのエアロゲル材料の将来は、継続的な研究によって成長しています。その特性を強化し、アプリケーションを拡大することを目指しています。ほとんどの産業における持続可能性とエネルギー効率の向上は、今後も成長し続ける可能性があります。

• 宇宙探査

宇宙ミッションが進化するにつれ、より優れた材料の需要が高まっています。軽量で強度の高い材料が必要です。これらは宇宙船、居住地、ミッション機器に最適です。

• グリーン テクノロジー

エアロゲルはグリーン テクノロジーの鍵です。エアロゲルは熱損失を減らし、エネルギー効率を高めます。これは持続可能なソリューションの開発に役立ちます。

• 生物医学的アプリケーション

調査者は、薬剤送達と組織工学のためのエアロゲルを調査しました。エアロゲルの細孔により、薬剤を制御された方法で放出できます。

結論

エアロゲルは、高性能材料のアプリケーションの世界に革命を起こす可能性があります。エアロゲルのこれまでにない断熱性、軽量性、柔軟性は、間違いなく重要です。市場分析では、エアロゲル市場の健全な成長を予測しています。この成長は、技術の進歩に対する反応です。エアロゲルの使用は、コスト、脆弱性、拡張性の問題の改善とともに増加しています。イノベーションが継続し、需要が進化するにつれて、エアロゲルは次世代の材料になります。これにより、持続可能性、効率性、最先端の技術をリードします。