「aspen aerogels™空氣凝膠纖維毯 之notebook的Laptop Desk 應用

壹、概說
固態矽的空氣凝膠（silica Aerogels）早在70多年前（1930年間）就已被科學家發現具有很多特殊的性能：
1. 世界上最輕的奈米級多孔性固體，含有97%的空氣，只有3%的固體成份。
2. 空氣凝膠內的空氣分子由於被奈米孔（約毛髮直徑的76000分之一大小）的限制，使其無法在固體的分子結構中移動而阻止了熱能的輻射與傳導。
3. 由於上述之特性，使矽的空氣凝膠成為世界公認導熱係數最低、最有效率的固態絕熱保溫材料。
4. 固態空氣凝膠本身對聲音有完全反射之現象，且聲音穿透空氣凝膠的速度十分緩慢，約100米/秒，為正常音速


的1/4，因此是一種絕佳的隔音材料。
5. 然而由於矽空氣凝膠本身脆弱的物理性質，使它的有效利用一直沒有被工業界所突破。

美國亞士朋空氣凝膠公司（Aspen Aerogels）在2001年初正式成立，以獨特專利生產工法，全球首先研製成功具有柔軟彈性的奈米級「超級空氣凝膠保溫纖維毯」，並在2005年榮獲美國太空總署（NASA）全球奈米成就發明大獎。
2003年亞士朋（Aspen）全球第一座工廠設立開始規模化大量生產，2003年全球第一個大型海底管線項目正式採用（PIP、鋼套鋼），2006年開始應用於石化煉油工業，隨後在2006年底第二座工廠正式啟用。

亞士朋（Aspen）成功開發的空氣凝膠產品可廣泛應用在溫度介於-273℃至+650℃之間的環境中。
依不同的應用有以下三系列產品：
A. Pyrogel®絕熱系統：工業保溫隔熱應用，使用溫度最高可達650℃。
B. Cryogel®保冷系統：工業冷保溫應用，使用溫度最低可達-200℃。
C. Spaceloft®超薄絕熱保溫毯：軍用、工業、航空極地、戶外、高山運動及商業用途等等。

此三系列產品均具有下列主要的物理特性：

1. 無機產品不會老化，不含任何有毒有機成分。
2. 完全不燃。
3. 完全憎水（Hydrophobic）且防水，但能透氣。
4. 是已知最低導熱係數的絕熱保溫材料（0.012~0,015W/mK@0-50℃）。

5. 極輕的重量：130kg/立方公尺（Cryogel®）
150 kg/立方公尺（Spaceloft®）
170 kg/立方公尺（Pyrogel®）

6. 柔軟耐用兼具抗壓性（1000psi）與軔性，使用方便且耐用。

貳、亞士朋（Aspen）空氣凝膠系列產品
A. Cryogel®工業用空氣凝膠纖維毯─超低溫冷保溫系統

Cryogel®系由無數奈米孔及玻纖毯以專利化學反應研製而成的低比重、極低導熱係數的柔性絕緣材料，配合不透水氣層之使用，可提供經濟有效的新型超低溫冷保溫系統。

1. 用途：石化、能源、冷凍水、管套管（PIP）、海底管及各類軍工及國防航空用途。
2. 適用溫度：-273℃~+200℃。
3. 特性：
􀂗大幅縮減保溫後之管徑及生產加工所需空間與管道安裝費用。
􀂗無需考慮伸縮節之設計。
􀂗較傳統系統之成本更經濟，安裝更為簡易，大幅縮短工期。
􀂗材料不老化，使用壽命更長，更耐用。
􀂗A級不燃。
􀂗100%憎水，對管道絕不會腐蝕。
􀂗良好的隔音效果。

B. Pyrogel®工業用空氣凝膠纖維毯─耐高溫絕熱系統

Pyrogel®系由無數奈米孔及碳纖維毯以專利化學反應研製而成，具有低比重、極低導熱係數與耐高溫優越性能之柔性絕緣材料。
1. 用途：石化、能源、冷凍水、管套管（PIP）、海底管及各類軍工及國防航空等用途。


2. 適用溫度：-273℃~+650℃。
3. 特性：
􀂗大幅縮減保溫後之管徑及生產加工所需空間。
􀂗大幅降低管道之安裝費用。
􀂗大幅降低高溫管道系統成本，特別是鋼套鋼系統之建造成本。
􀂗材料不老化，使用壽命更長，更耐用。
􀂗100%憎水且透氣，對管道絕不會腐蝕。
􀂗良好的隔音效果。

C. Spaceloft®商用及輕工業用空氣凝膠纖維毯/襯裡

Spaceloft®系由無數奈米孔及碳纖維毯以專利化學反應研製而成，較Cryogel®，Pyrogel®更柔軟，有效厚度最薄可達2㎜，兼具極低導熱係數、彈性、耐壓、隔音及100%防水又透氣，非常適合使用於商業及輕工業之用途，例如：
1. 生產輕便又極度防寒之外套、運動裝、耐寒登山鞋、驅寒鞋墊等，一般使用厚度為3㎜。
2. 軍工產品之特殊功能性應用（防止紅外線偵測等），應各別用途選擇3㎜或6㎜。
3. 汽車引擎隔熱墊。
4. 遊艇工業。
5. 其他航空工業等之特定用途。
􀂗經美國OSHA檢驗認可，對人體無害

參、具體應用實例

1.海底管線：大幅降低管線之製造及安裝費用。
2.能源產業：為液化天然氣、石油氣之儲運提供了更有節能效益之新型絕熱系統。
3.石油化工產業：大幅縮小保溫管道之外徑及管廊之建造成本，提高節能之效益。
4.建築工業：可更有效地解決建築節能之難題，以輕薄的特性為特殊部位的絕熱提供解決方案。
5.先進的保溫解決方案應用於加工設備，管線和船隻。
6.家電產業：為輕薄短小的新型家電產品設計所需，而提供了更有效能的超輕薄絕緣材料。
7.軍工及航空產業：可廣泛運用於軍工及航空產業，防寒、耐熱、防紅外線偵測等特殊目的。
8.戶外運動用品服裝產業：提供了最薄的驅寒襯裡，可廣泛使用在帳棚、睡袋、防寒服裝、鞋子、鞋墊、手套、帽子、保溫袋等等之設計。
9.運輸：汽車的引擎室隔熱與車體隔熱保溫，冷凍車之隔熱保溫等。
10.新出現的技術：航空暨太空工業，船體保溫防火以及紡織等應用與產品。

用途廣泛含蓋：
工業、建築與消費性等三大領域,
提升建築、設備與產品效能
改善居住、行動與生活品質
提供真實的材料，創造完善的效能，構築美好的生活！

1. aspen aerogels™其應用的範圍相當廣泛。
2. 以下資料是歐美已經商品化之notebook具隔熱效能的Laptop Desk（請參閱附件：Case Study Laptop Desk）。
3. 我們是其中的關鍵材料「aspen aerogels™」之台灣總代理。
4. 此產品的效益與商業利益如下說明。
5. 其工作溫度介於－ 273℃~＋ 650℃ ，隔熱保冷保溫效果為現有最好之材料的2~8倍。



6. 另外隔熱保溫材料遭受壓力即大幅降低效能的問題也不會發生在aspen aerogels™上。
7. 故aspen aerogels™目前是唯一適當的材料。
8. 目前無線上網的環境建構已極為普及，故膝上型電腦真正在膝上使用的機會將越來越多，但要獲得舒適的使用過程，必須避免藉由notebook底座所散發的熱直接加在使用者的大腿與膝部。
9. Laptop Desk與筆記型電腦搭售將可大幅提升附加價值。
Aerogel Insulation Enables Thin Laptop Desks With Exceptional Heat Protection
Aerogel easily integrated into product design, exceeding thermal expectations and driving significantly higher unit sales

"Aerogel Extreme"LapDesk from LapLogic (above). Encapsulated aerogel is easily inserted into the existing design (below).



(Above) Thermal map of a laptop computer bottom after 30 minutes.

Click here to see temperature gradient.

(Below) Thermal map of the bottom of an aerogel laptop desk after six hours with same laptop computer resting on it. Bottom of LapDesk (the part touching a person’s legs) displays less than a 5°F temperature rise in 70°F ( 21°C ) ambient despite a hot computer on top of it.

Aerogel adds only 0.25” to total product thickness, keeping it very thin.

Encapsulated aerogel.

Challenges
• Develop aerogel inserts for LapDesks to block intense heat from bottom of laptop computers.
• Reduce heat transfer to the extent a 130°F ( 55°C ) surface temperature creates less than a 5°F temperature rise across the laptop desk over a four-hour period in a 70°F ( 21°C ) ambient environment, while ensuring internal laptop temperatures remain constant or decrease.
• Ensure no thermal degradation from compression over time.
• Increase the thickness of the product by no more than 0.3” and the weight by no more than 4 oz .
• Ensure the encapsulated aerogel insulation is acoustically silent when flexed (no ‘crinkle’ sounds).
• Design the inserts to match the product styling and be installed at the point of fulfillment in under a minute without any tools.
Aerogel Solution
• An aerogel solution of 6 mm Spaceloft® 6251 was chosen for the laptop desk inserts.
• The inserts were strategically sized and shaped to integrate into the product design and stitching with no visible exterior changes.
Benefits
• The Spaceloft 6251 inserts far exceeded the heat transfer goals, showing less than a 2°F temperature rise across the laptop desk over an eight-hour period in a 70°F ( 21°C ) ambient. Additionally, internal laptop temperatures decreased below normal.
• Testing showed no thermal degradation due to compression.
• Product thickness increased 0.25” , and product weight increased less than 3 oz – significantly better than alternative insulations.
• The inserts met encapsulation goals, required no changes to product styling, and could be installed in under 40 seconds, exceeding goal.
• In three months, LapLogic’s sales of aerogel laptop desks grew to more than 50 percent of the total unit sales, exceeding a goal of 20 percent, and per unit profitability increased over prior products.

聯絡人：黃先生　手機：　0988-238-989

email: frank88.huang@gmail.com