Използва ли се пиролитичен графит за изолация на къщи?

Пиролитичният графит е уникална форма на минерала графит, който от своя страна е една от формите на химичния елемент въглерод. Въглеродът съществува в различни твърди състояния в зависимост от молекулното подреждане на атомите му. Кубичното подреждане на въглеродните атоми образува диамантите, докато графитът представлява най-стабилната форма на въглерода и се среща в природата като черен минерал в скални пластове. Един от най-известните му случаи на употреба е като писещ елемент в моливите.

Пиролитичният графит се произвежда в изключително малки количества при специализирани лабораторни условия, което го прави доста скъп материал. И макар че притежава забележителни топлопроводими качества, той не е подходящ за използване в изолацията на жилищни сгради. Нека разгледаме по-подробно какво представлява този материал и къде намира реално приложение.

Образуване на пиролитичния графит

Пиролитичният графит се получава чрез метода на химичното отлагане от парова фаза (CVD). Въглеводородни газове, като например течен бензен или метан, се нагряват в присъствието на топлоустойчива матрица (оправа), която обикновено е изработена от търговски или синтерован графит. Горещата повърхност на матрицата разцепва газовите молекули – процес, известен като пиролиза. От пиролизирания газ молекулите на въглерода се отлагат върху матрицата като тънък филм. Понякога се натрупват множество слоеве. В зависимост от предназначението на материала, той може да остане като покритие върху матрицата или да бъде отстранен и подложен на допълнителна обработка.

Топлопроводимост

Листовете от пиролитичен графит се използват като радиатори (топлоотводи) в електрониката благодарение на изключително високата си топлопроводимост. Тя е два пъти по-висока от тази на медта и три пъти по-висока от тази на алуминия. Освен това листовете могат да се огъват и рязат, за да се вместят дори в тесни пространства. Затова те се вграждат в персонални компютри, мобилни телефони, DVD плейъри, цифрови фотоапарати и оптични комуникационни устройства, тъй като ефективно отвеждат топлината от мястото, където тя се генерира.

Именно топлопроводимостта привлича за първи път вниманието към този материал през 50-те години на XX век, когато по време на разработването на междуконтиненталните балистични ракети се търсеше подходящ термозащитен материал. Днес пиролитичният графит се използва и за температуроустойчиви спирачни и съединителни дискове в авиацията, както и като защитно покритие и облицовка в космическите ракети.

Антимагнитни свойства

Пиролитичният графит притежава забележително антимагнитно свойство. Той се класифицира като диамагнитен материал, защото отблъсква магнитните полета. Тънък лист пиролитичен графит може да бъде задържан на няколко милиметра над четири неодимови магнита – листът сякаш левитира, без да се нуждае от източник на енергия, и остава в това положение неограничено време. Единствените смущения във възможността му да се задържа идват от външни влияния. Този принцип се използва в чувствителни сензори, които регистрират наклон или вибрации.

Други приложения

Покритие от пиролитичен графит прави повърхностите химически инертни – неподатливи на реакции с други молекули. Затова то се използва за покриване на частиците при ядреното делене в ядрените реактори, както и в насочващите тръби за горивните пръти. В медицината пиролитичното покритие се прилага върху импланти като ендопротези на стави и други протезни устройства, както и върху имплантирани медицински изделия като сърдечни клапи. Дори денталните импланти често получават такова покритие.

Защо не се използва за изолация на къщи?

Въпреки впечатляващите си характеристики, пиролитичният графит остава твърде скъп и труден за производство в големи количества, за да бъде практичен избор за топлинна изолация на жилища. За тази цел традиционно се използват значително по-достъпни материали като минерална вата, стиропор или целулоза. Пиролитичният графит запазва своето място предимно във високотехнологичните сфери – електроника, авиационна и космическа индустрия, медицина и ядрена енергетика.