Aerogel
El aerogel' o gel gelat és un material coloidal similar al gel, en el qual el component líquit és canviat per un gas, obtenint com resultat un sòlit de molt baixa densitat (3 mg/cm³ —miligrams per centímetro cúbic— o 3 kg/m³ —quilograms per metro cúbic—) i altament poroso, en certes propietats molt sorprenents, i enorme capacitat d'aïllant tèrmic.
Este material està generalment compost per un 90,50 a 99,98 % d'aire, i és mil voltes menys dens que el vidre i unes tres voltes més dens que l'aire. Familiarment, és denominat fum gelat, fum sòlit o fum blau, per la seua naturalea semitransparente; no obstant, té al tacte una consistència similar a la bromera de poliestireno.
Posseïx un índex de refracció d'1,0, molt baix per a un sòlit. La velocitat del sò a través d'ell és molt baixa, 100 m/s (metros per segon).
Història
[editar | editar còdic]Este material va ser creat per Steven Kistler en 1931,[1] com a resultat d'una aposta entre ell i Charles Learned sobre quí podria reemplaçar el líquit d'un tarro de melada per gas sense que el volum d'esta disminuïra.
El aerogel es pot fabricar a partir de materials molt diferents; les investigacions de Kirstler consistien en aerogeles basats en sílice, zirconi, alúmina, òxit de cromo, estany i carbono.
Aerogel de grafeno
[editar | editar còdic]En 2013, el Gao Chao i el seu equip d'investigació de l'Universitat de Zhejiang de China varen desenrollar l'aerogel de grafeno,[2][3] la densitat del qual de 0,16 kg/m³ (quilograms per metro cúbic) és la més baixa jamai alcançada.[4]
Classificació
[editar | editar còdic]Els aerogeles poden ser de tipo orgànic o inorgànic, poden ser híbrits orgànic-inorgànics, o be, poden ser de carbono. La majoria es preparen per mig del método de Pekala, en el qual s'ampra resorcinol, formaldehit i un catalisador, a on es genera una reacció de polimerisació. Els aerogeles deuen passar per etapes de gelación i curat, secat supercrítico, carbonización i activació.
- Inorgànics: Presenten una estructura basada en òxits metàlics o semimetálicos, s'han estudiat en major extensió els que són preparats a partir de diòxit de silici.
- Híbrits orgànics-inorgànics: Presenten una estructura basada en òxits metàlics o semimetálicos, s'han estudiat en major extensió els que són preparats a partir de diòxit de silici.
- Orgànics: Presenten una estructura basada en polímero orgànics resultants de la polimerisació de monòmers orgànics multifuncionales. Els més estudiats són els RF, obtinguts per policondensación (resorcinol en formaldehit) i MF (melamina en formaldehit).
- Carbono: Posseïxen una estructura desordenada de carbono sp2, són els únics que conduïxen la corrent elèctrica, s'obtenen de la carbonización de aerogeles orgànics per mig d'un procés de pirólisis a temperatures superiors a 500 °C i inferiors a 2100 °C, puix a temperatures majors es perden les característiques del aerogel.
Les variables fonamentals que controlen cada una d'estes etapes determinen les propietats del gel de carbono obtingut. Entre estes variables es troben:
- El tipo de precursor i de dissolvent utilisat.
- El pH de la dissolució.
- El temps i la temperatura de la gelación i curat.
- El tipo de secat utilisat (supercrítico, criogènic i subcrítico).
- La temperatura de carbonización.
Menudes variacions en estes propietats produïxen canvis significatius en l'estructura i en les propietats dels geles de carbono.
Usos
[editar | editar còdic]
El aerogel té vàries aplicacions comercials, encara que principalment ha segut utilisat com aïllant tèrmic en les finestres dels edificis d'oficines, en les que les seues propietats són utilisades per a evitar la pèrdua o l'aument de calor.
Té una resistència considerable posat que podria soportar aproximadament més de 1000 voltes la seua pes.
L'us més obvi dels aerogeles és com a aïllant tèrmic ultrallauger per a estructures aérees. El Biosphère de Montreal va ser el pabelló dels Estats Units en l'Exposició Universal de Montreal i era una cúpula geodèsica de aerogel consumida en un incendi.
El aerogel també pot servir com parachoques en automòvils, puix amortigua els colps en un 89 % d'intensitat.cita requerida
Este també ha segut utilisat per la Nasa per a vàries de les seues exploracions extra-terrestres, els mòduls de les quals presentaven este aïllant per a la protecció del material electrònic front a les baixes temperatures.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Nature 127, 741.Consultat el 10 de març de 2021.
- ↑ «Qué és el aerografeno, el material sòlit 7 voltes més llauger que l'aire, i més dur que l'acer» (en és). Computer Hui. Consultat el 2023-03-11.
- ↑ «Qué és el aerografeno, el material sòlit 7 voltes més llauger que l'aire, i més dur que l'acer» (en és). Computer Hui. Consultat el 2023-01-23.
- ↑ «Graphene aerogel takes world’s lightest material crown» (en anglés). Gizmag.com. Consultat el 25 de març de 2013.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Aerogel» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.