الهلاميات الهوائية غير العضوية: من المواد المسامية النانوية إلى حلول العزل الحراري عالية الكفاءة

1 المفاهيم الأساسية والخصائص الرائعة للأيروجيل الهوائي

الهلام الهوائي هو مادة صلبة نانوية ثلاثية الأبعاد. يتم تحضيره من خلال تخليق الهلام الصلب مع تقنيات تجفيف متخصصة، مثل التجفيف فوق الحرج أو التجفيف الجوي. وغالبًا ما يشار إليها باسم "الدخان المتصلب"، ويكمن تفردها في مساميتها الداخلية التي تتجاوز 90%. وهذا يعني أن الهواء يشغل الغالبية العظمى من مساحة المادة. وتشكل البنية نظام مسام بمقياس النانو، مدعومة بإطار صلب ومليء بالغاز. وتمنح هذه البنية الفريدة الأيروجيل العديد من الخصائص الاستثنائية. وتشمل هذه الخصائص الموصلية الحرارية المنخفضة للغاية (0.012-0.024 واط/(م-ك)، ومساحة سطح محددة عالية للغاية، وكثافة منخفضة، ومرونة تصميم وظيفي متميزة.

ومن الناحية الكيميائية، يتم تصنيف الهلام الهوائي في المقام الأول إلى ثلاثة أنواع. وتشمل هذه الأنواع الهلام الهوائي غير العضوي (مثل هلام السيليكا الهوائي وهلام الألومينا الهوائي)، والهلام الهوائي العضوي (مثل هلام البوليميد الهوائي وهلام السليلوز الهوائي)، والهلام الهوائي القائم على الكربون (مثل هلام الجرافين الهوائي وهلام الأنابيب النانوية الكربونية). يمكّن هذا التنوع الهلام الجوي من التكيف مع متطلبات التطبيقات المتنوعة. وتتراوح الاستخدامات من الحماية الحرارية في البيئات القاسية إلى العزل الموفر للطاقة في الحياة اليومية. وهذا يدل على إمكاناتها الهائلة في العديد من المجالات.

يركز هذا المقال على الأيروجيل الهوائي غير العضوي، وخاصةً المتغيرات القائمة على السيليكا والألومينا، والتي أثبتت نفسها في الحماية الحرارية والعزل الموفر للطاقة وغيرها من التطبيقات الأخرى عالية الأداء.

الشكل 1 الهلام الهوائي

2 خصائص الهلام الهوائي المصنوع من مواد غير عضوية مختلفة

2.1 هلام السيليكا الهوائي: مادة متعددة الوظائف ذات توصيل حراري منخفض للغاية

هلام السيليكا الهوائي هو مادة خفيفة الوزن ومسامية وغير متبلورة ذات خصائص عزل حراري طاردة للحرارة متميزة. يمكن أن تصل مساميتها إلى 80-99.8%، وتتوزع أحجام مسامها عادةً بين 1 و100 نانومتر. وتُظهر مساحة سطح محددة تتراوح بين 200 و1000 م2/غرام وكثافة منخفضة تصل إلى 3 كجم/م3. عند درجة حرارة الغرفة، تصل الموصلية الحرارية إلى 0.012 واط/(م-ك) - أي أقل بمرتين إلى ثلاث مرات من المواد العازلة غير العضوية التقليدية وحتى أقل من الهواء الساكن. وحتى عند درجة حرارة 800 درجة مئوية، تظل الموصلية الحرارية 0.043 واط/(م-ك) فقط. وتُظهر خصائص مستقرة في درجات الحرارة العالية دون تحلل، مما يجعلها مادة صديقة للبيئة.

ونظراً لسرعة الصوت المنخفضة بشكل كبير داخل هلام السيليكا الهوائي، فإنه يعمل كمادة عازلة للصوت أو مادة عازلة للصوت في درجات الحرارة العالية. ويتيح نطاقها الواسع من المعاوقة الصوتية (10^3-10^7 كجم/(م2-ث)) استخدامها كمادة اقتران المعاوقة الصوتية لتضخيم شدة الصوت. وعلاوة على ذلك، وبسبب بنية شبكة النانو في هلام السيليكا الهوائي، توجد المنشطات على شكل بلورات نانوية داخله، مما يُظهر انبعاثًا قويًا للضوء المرئي. ويوفر ذلك دليلاً دامغاً على وجود تلألؤ محصور كمومي في السيليكون المسامي. وبالاستفادة من بنية هلام السيليكا الهوائي والتأثيرات البصرية غير الخطية ل C60، يمكن تطوير عدسات ليزر واقية جديدة.

الشكل 2 اختبار مقاومة حرارة هلام السيليكا الهوائي السيليكا

2.2 هلام الألومينا الهوائي: عازل مستقر في درجات الحرارة العالية

موادهلام الألومينا الهوائي هي مواد غير عضوية غير معدنية جديدة تتكون أساساً من الألومينا، وتتميز ببنية أساسية لشبكة نانوية مسامية. تتميز بمساحة سطح محددة عالية ومسامية عالية وكثافة منخفضة، وهي مادة مسامية استثنائية ذات خصائص عزل حراري متميزة. وتقل الموصلية الحرارية لهذه المادة بشكل كبير عن المواد العازلة التقليدية، مما يمنع انتقال الحرارة بشكل فعال.

وتتمثل أبرز ميزات هلام الألومينا الهوائي في مساحة سطحه النوعية العالية للغاية وكثافته المنخفضة. وتشير الأبحاث إلى أنه من خلال تقنيات التحضير الأمثل، يمكن أن تصل مساحة سطحه المحددة إلى 744.5 م2/غم، بينما يمكن أن تنخفض كثافته إلى 0.063 غم/سم3. وتشكل هذه المادة بنية شبكية ثلاثية الأبعاد مكونة من جسيمات نانوية مملوءة داخليًا بمسامات نانوية. ويضفي ذلك مسامية عالية، حيث تتراوح أقطار المسام عادةً بين 10 و100 نانومتر وتصل أحجام المسام إلى 0.4-0.9 سم3/غرام. وتضفي هذه الخصائص الهيكلية مجتمعةً خصائص عزل حراري استثنائية على هلام الألومينا الهوائي. عند درجة الحرارة المحيطة (30 درجة مئوية)، يمكن أن تصل الموصلية الحرارية إلى 0.029 واط/(م-ك). وحتى في ظروف درجات الحرارة المرتفعة (1000 درجة مئوية مثلاً)، تظل الموصلية الحرارية 0.0685 واط/(م-ك) فقط.

كما يُظهر هلام الألومينا الهوائي أيضًا ثباتًا كيميائيًا وحراريًا متميزًا. وبالمقارنة مع هلام السيليكا الهوائي، فإنه يُظهر مقاومة فائقة لدرجات الحرارة العالية، ويحافظ على بنيته المسامية النانوية بشكل جيد حتى عند 1000 درجة مئوية. وتكشف الدراسات أيضًا أنه بعد ساعتين من المعالجة الحرارية عند درجة حرارة 1200 درجة مئوية، تظل مساحة سطحه المحددة عند 153.45 م2/غم، دون أي تغييرات كبيرة في هيكله المسامي الشبيه بالأوراق، مما يدل على ثبات متميز في درجات الحرارة العالية. يمكن أن يؤدي التطعيم بالذرات غير المتجانسة مثل السترونتيوم واللانثانوم والسيليكون إلى زيادة كبح التحولات الطورية وتلبيد الحبيبات في درجات حرارة مرتفعة. على سبيل المثال، تُظهر العينات المطعّمة بالسيليكون مساحة سطح محددة تبلغ 146 م2/غم بعد المعالجة الحرارية عند 1200 درجة مئوية، مما يمدد حد درجة حرارة التشغيل العليا إلى 1600 درجة مئوية.

2.3 الهلام الهوائي المركب من الألومنيوم وسيليكات الألومنيوم: صلابة معززة ومقاومة درجات الحرارة العالية جدًا

حظيت الهلاميات الهوائية المصنوعة من سيليكات الألومنيوم باهتمام كبير بسبب مقاومتها الاستثنائية لدرجات الحرارة العالية وقوتها الميكانيكية. وفي حين أن هلاميات السيليكا الهوائية التقليدية تُظهر موصلية حرارية منخفضة للغاية، إلا أنها تعاني من الانهيار الهيكلي وتدهور الأداء في درجات الحرارة المرتفعة (عادةً ما تتجاوز 800 درجة مئوية). وعلى العكس من ذلك، غالبًا ما تواجه الهلاميات الهوائية المصنوعة من الألومينا النقية تحديات الاستقرار الناجمة عن التحولات الطورية رغم قدرتها على تحمل درجات حرارة أعلى.

ومن خلال دمج مرحلة الألومينا في هلام السيليكا الهوائي، نجحت الهلامات الهوائية القائمة على الألوموسيليكات في توسيع نطاق تحمل درجة حرارة المادة إلى 1200-1400 درجة مئوية مع الحفاظ على توصيل حراري منخفض في درجات الحرارة المرتفعة. تجمع هذه المادة المركبة بين البنية المسامية النانوية للسيليكا والثبات في درجات الحرارة العالية للألومينا. ويعالج دمج ألياف سيليكات الألومنيوم كمراحل تقوية بشكل فعال الهشاشة المتأصلة والخصائص الميكانيكية الضعيفة للأيروجيل التقليدي.

الشكل 3 مواد عزل ألواح الألومنيوم سيليكات الألومنيوم المركبة من الأيروجيل

3 تقنيات التحضير والتحديات التي تواجه الأيروجيل الهوائي

3.1 هلام السيليكا الهوائي: طرق السلائف وقابلية التوسع الصناعي

يُعد تريميثيل أورثوسيليكات ثلاثي الميثيل (TMOS) ورباعي إيثيل أورثوسيليكات رباعي الميثيل (TEOS) أكثر مصادر السيليكون التقليدية لتحضير هلام السيليكا الهوائي عالي النقاء والأداء. ويتضمن تركيبها في المقام الأول تفاعلين رئيسيين: التحلل المائي والتكثيف. يولد التحلل المائي مجموعات السيلانول النشطة، والتي يتم تكثيفها بعد ذلك لتشكيل إطار شبكة Si-O-Si ثلاثي الأبعاد مستقر. يوفر هذا النهج مزايا النقاء العالي للمنتج وقابلية الضبط الهيكلي؛ ومع ذلك، تشمل عيوبه السمية المتأصلة في السلائف وتكاليف المواد الخام المرتفعة نسبيًا. وانطلاقًا من هذه السلائف، ينتج عن سلسلة من العمليات المكررة - بما في ذلك التجلد، والتعتيق، وتبادل المذيبات، والتجفيف فوق الحرج - في نهاية المطاف هلام السيليكا الهوائي النقي الكامل هيكليًا.

وتمثل مصادر السيليكا الصلبة، وهي غرويات مستقرة تتشكل عن طريق تشتيت جزيئات السيليكا النانوية في الماء أو المذيبات، مصدرًا عمليًا آخر للسيليكون لتخليق هلام السيليكا الهوائي. وتتجاوز هذه العملية بعض خطوات التحلل المائي، وتستخدم مباشرةً الجسيمات النانوية مسبقة التشكيل في المذاب كوحدات هيكلية أساسية لبناء شبكة ثلاثية الأبعاد من خلال التركيز والتكثيف المتعدد. توفر هذه الطريقة معالجة مبسطة نسبيًا وسمية أقل للمواد الخام. كما تتطلب المواد الهلامية الهوائية المحضرة عبر هذا المسار معالجات لاحقة مثل التجلط والتعتيق وتبادل المذيبات والتجفيف فوق الحرج. يمكن أن تحقق المواد الهلامية الهوائية الناتجة مستويات ممتازة من النقاء والأداء.

يبرز زجاج الماء (محلول سيليكات الصوديوم) كخيار مثالي للإنتاج الصناعي واسع النطاق لأيروجيل السيليكا الصناعي نظرًا لمزاياه الكبيرة المتمثلة في التكلفة المنخفضة والمواد الخام المتاحة بسهولة. ومع ذلك، يكمن التحدي الأساسي في عملية تحضيره في إدخال الشوائب مثل أيونات الصوديوم (Na+) في شبكة الهلام. وتتطلب هذه عادةً تبادل أيونات صارم وخطوات غسيل واستبدال مذيبات مكثفة لإزالتها، مما يجعل العملية مرهقة نسبيًا. وعلى الرغم من تحديات التنقية هذه، لا يزال بإمكان المعالجات اللاحقة المحسّنة أن تعزز بشكل فعال النقاء والأداء العام للمنتج النهائي من الهلام الهوائي مما يمكّنه من إظهار قدرة تنافسية قوية في مجالات التطبيق الحساسة من حيث التكلفة.

الشكل 4 تحضير هلام السيليكا الهوائي

3.2 أيروجيل الألومينا: تحديات اختيار السلائف والاستقرار

يستخدم تحضير هلام الألومينا الأيروجيل عالي الأداء بشكل أساسي مسار التحلل المائي الكحولي، وهي الطريقة الأكثر رسوخًا لإنتاج منتجات عالية النقاء. وتستخدم هذه العملية سلائف مثل ثاني أكسيد ثاني أكسيد الألومنيوم أو أيزوبروبوكسيد الألومنيوم. وهي تنطوي على تفاعلات تحلل مائي وتكثيف محكومة بإحكام تخلق شبكة مترابطة من الألومنيوم والألمنيوم. وبعد ذلك، ينتج التجفيف فوق الحرج هلاميات هوائية ذات هياكل نانوية واضحة المعالم ومساحات سطحية محددة عالية. وعلى الرغم من أن هذا النهج يضمن بنية مسامية فائقة ونقاءً فائقًا، إلا أن استخدامه العملي محدود بسبب التكلفة العالية والحساسية الملحوظة للرطوبة في السلائف.

وللتغلب على التحديات الاقتصادية، تقدم طريقة ملح الألومنيوم غير العضوي بديلاً عمليًا. وتستخدم هذه الطريقة سلائف فعالة من حيث التكلفة مثل كلوريد الألومنيوم أو النترات وتستخدم محفزات هلامية مثل أكسيد البروبيلين للتأثير على سرعة التفاعل. وعلى الرغم من أن هذه الطريقة أبسط في التشغيل وتكاليف المواد الخام منخفضة، إلا أنها تُدخل شوائب أنيونية، مما يتطلب تنقية واسعة النطاق من خلال الغسيل المتكرر. وإذا لم تتم إزالة هذه البقايا بشكل كافٍ، فإنها يمكن أن تضعف بشكل كبير الاستقرار الحراري للهلام الهوائي الناتج.

ويُعد تحسين الأداء في درجات الحرارة العالية مجالًا رئيسيًا للبحث، حيث أصبح تحسين الأداء في درجات الحرارة العالية مجالًا رئيسيًا للبحث، حيث أصبح التطعيم بالعناصر استراتيجية أساسية. يمكن أن تؤدي إضافة مثبتات مثل اللانثانوم أو السيليكون أو السترونتيوم إلى تقليل التغيرات الطورية الضارة بشكل فعال، خاصةً الانتقال γ →α، ومنع تخشن الحبيبات في درجات الحرارة العالية. تسمح خلائط التخدير المحسّنة بالاحتفاظ بمساحات سطحية محددة أكبر من 150 م2/غم بعد التعرّض لحرارة 1200 درجة مئوية، وبالتالي رفع درجة حرارة الخدمة القصوى إلى حوالي 1600 درجة مئوية.

تُعد طريقة التجفيف حاسمة للحفاظ على بنية المنتج النهائي. ويُعد التجفيف فوق الحرج هو التقنية القياسية، حيث إنه يزيل الضغوطات الشعرية تقريبًا مع إزالة المذيب، مما يحافظ على البنية النانوية. وبدلاً من ذلك، ظهرت تقنيات التجفيف بالضغط الجوي التي تستخدم طرق المعالجة الوظيفية السطحية، مثل معالجات السيلانيز. وتمنح هذه المعالجات شبكة الهلام خصائص كارهة للماء. ويسمح هذا التحسين بالتجفيف الناجح في ظل الظروف العادية مع الحفاظ على السلامة الهيكلية سليمة، مما يوفر خيارًا واعدًا للتصنيع على نطاق واسع.

الشكل 5 عملية سول-جل

3.3 هلام الألومينوسيليكات الهوائي: استراتيجية تصميم مركب

تُعد تقنية الأطر المعززة بالألياف بمثابة الحل الأساسي لتعزيز الخواص الميكانيكية والحرارية للأيروجيل. وتستخدم هذه الطريقة ألياف الألومينوسيليكات أو الموليت المصنعة مسبقًا كإطار ثلاثي الأبعاد، باستخدام عملية سول-جل لبناء مصفوفة هلامية نانوية مسامية داخل شبكة الألياف. ويجمع هذا التكوين المركب - "الهيكل العظمي الحامل للألياف + حشو العزل الحراري للأيروجيل" - بشكل رائع بين المتانة والقوة الفائقة للألياف وخصائص العزل الحراري الاستثنائية للأيروجيل، وبالتالي التغلب بنجاح على الهشاشة المتأصلة في هلام السيليكا الهوائي التقليدي.

يعد التحكم البيني محوريًا في تحديد أداء المركب. وتؤكد الأبحاث على أن التنظيم الدقيق لبيئة الأس الهلامي المذاب - مثل الحفاظ على ظروف قلوية ضعيفة حول الأس الهيدروجيني = 8 - أمر بالغ الأهمية. في ظل هذه الظروف المحسّنة، تترسب السلائف الهلامية الهوائية بشكل أكثر اتساقًا وتلتصق بقوة على سطح الألياف، مما يعزز بشكل كبير من قوة الترابط البيني. ويتجلى ذلك على المستوى المجهري كتحسن ملحوظ في القوة الميكانيكية الكلية للمادة.

يمثل تعزيز طور الموليت استراتيجية متطورة لزيادة تحسين الأداء في درجات الحرارة العالية. وبالمقارنة مع ألياف الألومينيوسليكات التقليدية، تُظهر ألياف الموليت بطبيعتها ثباتًا حراريًا فائقًا وتقلل من الزحف في درجات الحرارة العالية. ويؤدي استخدام الموليت كمرحلة تقوية إلى كبح ظواهر الانكماش والتلبيد بشكل فعال في المركبات المعرضة لبيئات قاسية تتجاوز 1000 درجة مئوية. وهذا يمكّن المادة من الحفاظ على السلامة الهيكلية وخصائص العزل الحراري الممتازة أثناء الخدمة في درجات الحرارة العالية لفترات طويلة.

4 مجالات استخدام الهلام الهوائي المصنوع من مواد مختلفة

يُظهر هلام السيليكا الهوائي، باعتباره أكثر المواد المسامية النانوية تمثيلاً، مزايا أداء متميزة في نطاق درجات الحرارة المتوسطة إلى المنخفضة التي تقل عن 800 درجة مئوية. ويمكن أن تصل الموصلية الحرارية في درجة حرارة الغرفة إلى 0.018-0.023 واط/(م-ك). وبالاقتران مع تقنيات التحضير الناضجة، تجد تطبيقات واسعة النطاق في كفاءة الطاقة في المباني وعزل خطوط الأنابيب الصناعية. ولا سيما في التطبيقات الحساسة للوزن والمساحة مثل العزل الحراري لحزم بطاريات مركبات الطاقة الجديدة ومواد التعبئة للمعدات الخارجية، حيث تكمل طبيعته خفيفة الوزن بشكل مثالي توصيلها الحراري المنخفض للغاية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن عدم قابليته للاحتراق من الفئة A ومقاومته للماء بنسبة تصل إلى 99% تجعله فعالاً للغاية في أغلفة المباني التي تتطلب سلامة صارمة من الحرائق ومقاومة الرطوبة.

يُظهر الألومينا إيروجل الألومينا قيمة فريدة عبر نطاقات درجات حرارة أوسع، حيث يعمل بفعالية عند 1000-1300 درجة مئوية. وهذا يسد فجوة الأداء بين أيروجيل السيليكا والمواد الحرارية التقليدية. ومن خلال تنشيط العناصر المثبتة مثل اللانثانوم والسيليكون، يمكن كبح التحولات الطورية ونمو الحبيبات في درجات الحرارة العالية بشكل كبير. ويسمح ذلك للمادة بالحفاظ على مساحة سطح محددة تتجاوز 150 متر مربع/غرام حتى بعد المعالجة الحرارية عند 1200 درجة مئوية. هذه الخاصية تجعلها خيارًا مثاليًا للعزل الحراري في بطانات الأفران الصناعية عالية الحرارة وطبقات العزل الإضافية في أنظمة الحماية الحرارية في مجال الطيران، وتلعب دورًا حيويًا في ترقيات توفير الطاقة في صناعات مثل الصلب والأسمنت والسيراميك.

ومن خلال التصميم المبتكر لهيكل مركب "الهيكل العظمي الليفي - مصفوفة الهلام الهوائي الهوائي المركب من سيليكات الألومنيوم" يتغلب بنجاح على قيود الهشاشة التي تعاني منها الهلاميات الهوائية التقليدية مع زيادة درجة تحملها لدرجات الحرارة إلى 1200-1400 درجة مئوية. يحافظ هذا الهيكل الفريد من نوعه على عزل حراري ممتاز مع تحسين الخواص الميكانيكية بشكل كبير، مما يحقق قوة ضغط تتجاوز 0.46 ميجا باسكال وانكماش خطي أقل من 8% عند 1200 درجة مئوية. هذه الخصائص تجعلها مادة مهمة للبيئات القاسية، مثل الدروع الحرارية لمقصورة مؤازرة الصواريخ، وعزل مقصورة محرك الطيران، وحشيات الصمامات الصناعية ذات درجة الحرارة العالية. وتحتل هذه المادة مكانة لا يمكن الاستغناء عنها في مجال الطيران والمعدات العسكرية وغيرها من المجالات.

الجدول 1 أنواع الهلام الهوائي الرئيسية وخصائصها المقارنة

5 الخلاصة

تُظهر المواد الهلامية الهوائية غير العضوية، باعتبارها فئة من المواد المتقدمة التي تتميز بهياكل نانوية ثلاثية الأبعاد، إمكانات تطبيقية هائلة في مجالات متعددة بسبب خصائصها الفريدة. وتحلل هذه الورقة البحثية بشكل منهجي خصائص المواد وعمليات تحضيرها وآفاق تطبيقها لثلاثة أنواع أساسية من الهلام الهوائي غير العضوي.

من من منظور خواص المواد، تشكل الهلاميات الهوائية القائمة على السيليكا والألومينا والألوموسيليكات طيف أداء كامل: تُظهر هلاميات السيليكا الهوائية خصائص عزل حراري متميزة تحت 800 درجة مئوية، مع موصلية حرارية منخفضة تصل إلى 0.012 واط/(م-ك) في درجة حرارة الغرفة، مع إظهار قيمة خاصة في الصوتيات والبصريات غير الخطية؛ وتحقق هلاميات الألومينا الهوائية، من خلال تقنيات التحضير المحسنة، مساحات سطحية محددة تصل إلى 744.5 متر مربع/غرام وتحافظ على الاستقرار الهيكلي عند 1000-1300 درجة مئوية، مما يسد فجوة تقنية في مواد العزل في درجات الحرارة المتوسطة إلى العالية. ترفع المواد الهلامية الهوائية المركبة المصنوعة من الألومينيوسليكات الألومينيوم المركبة، من خلال تصميم "مصفوفة الهلام الهوائي المعزز بالألياف" من درجة تحملها لدرجات الحرارة إلى 1400 درجة مئوية مع تعزيز الخصائص الميكانيكية بشكل كبير، وبالتالي حل مشكلة الهشاشة المتأصلة في الهلاميات الهوائية التقليدية. ومن حيث تقنيات التحضير، يُظهر كل هلام هوائي خصائص متميزة: يستخدم هلام السيليكا الهوائي ثلاث طرق عملية - الأورثوسيليكات والجل المذاب والزجاج المائي - لتحقيق التوازن بين النقاء والتكلفة وقابلية التوسع؛ ويستخدم هلام الألومينا الهوائي طريقة الكحوليات وطريقة ملح الألومينا غير العضوي لتلبية متطلبات النقاء العالي والتكلفة المنخفضة على التوالي؛ بينما يحقق هلام الألومينيوم المركب المركب تعزيز الأداء التآزري من خلال تعزيز الألياف وتنظيم الواجهة وإدخال مرحلة الموليت. في مجالات التطبيق، تُظهر هذه المواد تخصصات متميزة: يهيمن أيروجيل السيليكا على قطاعات درجات الحرارة المتوسطة إلى المنخفضة مثل كفاءة الطاقة في المباني والأنابيب الصناعية ومركبات الطاقة الجديدة؛ بينما يلعب أيروجيل الألومينا دورًا حاسمًا في الأفران الصناعية ذات درجات الحرارة العالية وأنظمة الحماية الحرارية في الفضاء؛ بينما يحمل أيروجيل الألومينيوم المركب قيمة لا يمكن الاستغناء عنها في البيئات القاسية مثل الفضاء والمعدات العسكرية.

وبالنظر إلى المستقبل، سيتقدم تطوير الأيروجيل الهوائي غير العضوي نحو تعدد الوظائف والذكاء والاستدامة. في Stanford Advanced Materials (SAM)، نوفر الأيروجيل عالي الجودة، بما في ذلك السيليكا والألومينا والمتغيرات القائمة على الألومينيوسليكات، لدعم الصناعات بدءاً من كفاءة الطاقة إلى الفضاء، مما يدفع الابتكار ويساهم في مستقبل أكثر اخضراراً ومنخفض الكربون.