¿Qué es el aerogel? – Estructura, composición y hechos

¿Qué es el aerogel?

Mantener un récord mundial es un gran objetivo. Ya sea que se trate del bigote más largo (14 pies) o de la milla más rápida (menos de cuatro minutos), debe sentirse como un logro ser el mejor en algo.

No son solo las personas las que tienen récords mundiales. Aerogel, como resultado, tiene el récord mundial de numerosas hazañas, incluido el mejor aislante y la velocidad de sonido más baja. Pero espera, ¿qué es el aerogel?

El aerogel es una clase de geles sólidos secos, porosos. Si bien normalmente imagina los geles como líquidos pegajosos y gelatinosos, el aerogel es un sólido que está hecho de geles. Debido a su apariencia turbia, se ha ganado el apodo de ‘humo congelado’, aunque no lo es.

Debido a sus propiedades únicas, el aerogel tiene innumerables usos, desde trajes espaciales hasta edificios aislantes. A medida que se crean más tipos de aerogeles, la lista de usos futuros es larga y diversa.

Exploremos la estructura y composición de los aerogeles para que podamos comprender sus propiedades físicas únicas.

Estructura y composición

‘Aerogel’ es una palabra que se usa para describir un grupo de materiales que comparten ciertas características. Estos materiales no comparten necesariamente la misma composición química, aunque la mayoría de los aerogeles están hechos de sílice, que es otro nombre para el dióxido de silicona.

Si bien tienen un marco sólido, la mayoría de aerogel tiene alrededor del 99% de aire. Puede ver cómo recibe su nombre, ya que ‘aero’ en griego significa ‘aire’ y está hecho de gel. Pon los dos juntos y viola, tienes aerogel.

Por su estructura, es liviano y no denso. De hecho, los científicos han creado un aerogel que tiene solo dos veces la densidad del aire.

Los aerogeles se crean a través de una serie de pasos denominados procesamiento sol-gel , que comienza mezclando productos químicos para crear un gel y luego secando cuidadosamente el gel, lo que a menudo se logra aplicando calor. Lo que queda atrás es un esqueleto de soporte interno reticulado.

Si bien la mayoría de los aerogeles están hechos de sílice, los científicos han creado aerogeles a partir de otros materiales como carbono, oro e incluso celulosa vegetal.

Datos del aerogel

Veamos algunos datos sobre el aerogel, comenzando con algunas de sus propiedades físicas que han batido récords mundiales.

En 2017 se anunció que los científicos crearon el material impreso en 3D menos denso mediante el uso de una impresora 3D para hacer un grafema, un tipo de aerogel de carbono tan ligero que puede colocarse sobre un pétalo de flor.

Aerogel también tiene el récord mundial de “mejor aislante”. Esta propiedad física se debe a todo el aire dentro del aerogel. El aire atrapado aísla, manteniendo los materiales calientes o fríos, dependiendo de la temperatura del aire dentro del aerogel. Por ejemplo, una loseta de aerogel que tiene menos de una pulgada de espesor aísla así como tres pulgadas de espuma de poliestireno o 15 cristales de ventana.

Aerogel tiene el récord de ‘velocidad de sonido más lenta’, ya que es excelente para ralentizar las ondas sonoras. Por ejemplo, el aerogel absorbe ondas sonoras a una velocidad de 100 m / s, en comparación con el aire, que ralentiza las ondas sonoras a 332 m / s. El aerogel es mejor para insonorizar que los materiales mucho más densos como la espuma de poliuretano.

Debido a la estructura interna, los aerogeles son fuertes en comparación con su densidad y peso. Muchos pueden sostener objetos que son miles de veces más pesados ​​que ellos.

El aerogel tiene innumerables usos. Uno de los más interesantes podría ser el de la NASA, que quería estudiar el polvo de los cometas, por lo que utilizaron aerogel como medio para capturarlo. Como puede imaginar, atrapar el polvo de un cometa es un desafío. El polvo viaja rápido y, al reducir su velocidad para capturarlo, se daña el polvo. Pero cuando el polvo del cometa golpea el aerogel, es capaz de frenarlo gradualmente, lo que permite capturarlo sin cambiar su composición.

Resumen de la lección

El aerogel es una clase de materiales porosos, sólidos y secos hechos de gel. Se crea a través de un proceso llamado procesamiento sol-gel , donde un gel se calienta y se seca, y el soporte estructural sólido restante permanece pero el líquido desaparece.

Por lo general, los aerogeles están hechos de sílice, pero también pueden estar hechos de carbono, metales y otros materiales. Más del 99% del aerogel es aire. Los aerogeles tienen propiedades únicas que incluyen:

• Baja densidad
• Fuerza (puede aguantar miles de veces su propio peso)
• Ralentiza considerablemente las ondas sonoras
• Excelente aislante