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A Perspective on Methods to Computationally Design the Morphology of Aerogels

Rege, Ameya (2023) A Perspective on Methods to Computationally Design the Morphology of Aerogels. Advanced Engineering Materials, 25 (1), Seite 2201097. Wiley. doi: 10.1002/adem.202201097. ISSN 1438-1656.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adem.202201097

Kurzfassung

Reconstructing aerogel morphology presents significant challenges, in particular, if 3D visualizations of their mesoporous network are desired. Available microscopic and tomographic tools find it difficult to probe into all types of aerogels for the purposes of reconstructing their 3D nanoporous morphology. This is where computational approaches have shown promising efforts. Herein, diverse models that can be applied to describing different aerogels are explored. To begin with, cluster–cluster aggregation models are examined for simulating the sol–gel process and the resulting morphologies in fractal aerogels, e.g., silica-based. Gaussian random field models and polymerization-induced phase separation models are explored for modeling organic non-fractal aerogels, e.g., resorcinol-formaldehyde (RF) ones. This is followed by Langevin-dynamics-based discrete element models that are explored for simulating gelation in fibrillar aerogels, e.g., those from biopolymer sources. Lastly, modified Voronoi approaches are investigated for describing the 3D fibrillar morphology, also of fibrillar aerogels, like those from biopolymers. A perspective is presented highlighting the strengths as well as shortcomings in each of the model approaches. Possibilities to either extend available approaches or explore new ones are briefly discussed at every interval.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192980/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A Perspective on Methods to Computationally Design the Morphology of Aerogels
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rege, AmeyaAmeya.Rege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9564-5482NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 November 2023
Erschienen in:Advanced Engineering Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:25
DOI:10.1002/adem.202201097
Seitenbereich:Seite 2201097
Verlag:Wiley
ISSN:1438-1656
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cluster–cluster aggregation, Gaussian random fields, Laguerre–Voronoi, Langevin dynamics, phase separation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FFAE - Fahrzeugkonzepte, Fahrzeugstruktur, Antriebsstrang und Energiemanagement
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Hinterlegt von: Rege, Dr. Ameya Govind
Hinterlegt am:16 Jan 2023 09:45
Letzte Änderung:01 Dez 2023 08:49

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