Aerogel: Un material increible

El aerogel o el humo helado es una sustancia coloidal similar al gel, en el cual el componente líquido es cambiado por un gas, obteniendo como resultado un sólido de muy baja densidad (3 mg/cm3 ó 3 kg/m3) y altamente poroso, con ciertas propiedades muy sorprendentes, como su enorme capacidad de aislante térmico.

La flor no se consume bajo el fuego del mechero Bunsen debido a las propiedades aislantes del aerogel.
Un ladrillo de 2,5 kg es soportado por un prisma de aerogel de 2 gramos

Este material está generalmente compuesto por un 90,5% a un 99,8% de aire, es mil veces menos denso que el vidrio y unas tres veces más denso que el aire. Familiarmente es denominado humo heladohumo sólido o humo azul debido a su naturaleza semitransparente, sin embargo, tiene al tacto una consistencia similar a la espuma de poliestireno.

Posee un índice de refracción de 1,0, muy bajo para un sólido. La velocidad del sonido a través de él es muy baja, 100 m/s.

Esta sustancia fue creada por Samuel Stephens Kistler en 1931, como resultado de una apuesta entre él y Charles Learned, sobre quién podría reemplazar el líquido de un tarro de mermelada por gas sin que el volumen de este disminuyera.

El aerogel se puede fabricar a partir de muy diferentes materiales; las investigaciones de Kirstler consistían en aerogeles basados en sílicecirconioalúmina, óxido de cromo, estaño y carbono.

En 2013, el profesor Gao Chao y su equipo de investigación de la Universidad Zhejiang de China desarrollaron el aerogel de grafeno, cuya densidad de 0.16 mg/cm3 es la más baja jamás alcanzada.

El aerogel de grafeno es tan ligero que se sostiene sobre la flor de un cerezo

El aerogel tiene varias aplicaciones comerciales, aunque principalmente ha sido utilizado como aislante térmico en las ventanas de los edificios de oficinas, en las que sus propiedades son utilizadas para evitar la pérdida de calor o frío.

Su aspecto es fantasmagórico y tiene una resistencia considerable puesto que soporta más de 1.000 veces su peso.

El uso más obvio de los aerogeles es como aislante térmico ultraligero para estructuras aéreas, lo que en teoría permitiría a estas flotar indefinidamente en el aire. El pabellón de los Estados Unidos en la Feria Universal de Montreal es una cúpula geodésica tan ligera, que una diferencia de temperatura entre el aire del interior con el exterior la haría flotar. El gran problema de crear y conservar esta diferencia en una esfera de aproximadamente treinta metros de diámetro se resuelve con un aerogel traslúcido que no permite la fuga de calor y sí la entrada de radiación solar, como un cristal, con lo que se aumenta la flotación indefinidamente mientras le dé el Sol, y dada la ligereza del material de la “piel” de la cubierta, sería masa de flotación en vez de peso. Incrementando el diferencial de temperatura interior-exterior al elevarse en la atmósfera, partiendo desde un punto cálido en la superficie y elevándolo hasta, por ejemplo, los ocho mil metros, se tendrían diferencias de temperatura de 80ºC. Una estructura así flotaría y produciría un excedente de energía útil.

 

El aerogel también puede servir como parachoques en automóviles, pues amortigua los golpes en un 89% de intensidad

+ Más números:

 -DENSIDAD………………………………………………………0.03-0.35 g/cm³
 -SUPERFICIE INTERIOR……………………………………..600-1000 m²/g
 -DIÁMETRO DE PORO……………………………………………………….20 nm
 -MÓDULO DE YOUNG………………………………………………..0.017 W/m²
 -VELOCIDAD DEL SONIDO AL  ATRAVESARLO…………………..100 m/s
 -PRECIO APROXIMADO (e=25mm)…………………………………..110 $/m²
Fuentes:
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