Aerogel
O Aerogel é um material sólido poroso extremamente leve derivado de um gel, no qual a sua parte líquida foi substituída por um gás. O resultado desse processo é um bloco sólido com densidade extremamente baixa[1] e com várias outras propriedades notáveis, como excelente eficiência como isolante térmico e elétrico, além de ser o material sólido mais leve que existe[1] .
Devido as suas características físicas (baixa densidade, transparência e difusão da luz) esse material já foi apelidado de fumaça sólida.[2]
Criação
O aerogel foi criado pela primeira vez por Steven Kistler, em 1931, como resultado de uma aposta com Charles Learned, para tentar substituir o líquido em "gelatinas" com gás, sem causar encolhimento.[3][4] Aerogéis são produzidos pela extração do componente líquido do gel por secagem supercrítica. Isso permite ao líquido ser vagarosamente retirado, sem causar o colapso da rede sólida no gel por conta da capilaridade, como ocorreria com evaporação convencional. Os primeiros aerogéis foram produzidos de géis de sílica. O trabalho de Kistler envolveu aerogéis baseados em óxido de alumínio, óxido de cromo (III) e dióxido de estanho. Aerogéis de carbono foram produzidos no final dos anos 80.[5]
Definição técnica
Aerogéis são uma classe de materiais sólidos mesoporosos possuindo mais de 50% do volume poroso. Os aerogéis são, normalmente, compostos de 90% a 99.8% de ar, com densidades de 1,1 mg/cm3 até em torno de 150 mg/cm3. Na escala nanométrica, um aerogel estruturalmente lembra uma esponja e é composto de uma rede de nanopartículas interligadas. O termo aerogel não se refere a uma substância particular, mas sim à geometria como é composto, portanto muitas substâncias podem formar aerogéis. Em fato, aerogéis podem ser compostos de uma grande variedade de materiais, incluindo dióxido de silício (SiO2), óxido de alumínio (Al2O3), óxidos de metais de transição e lantanídeos, metais calcogenídeos, polímeros orgânicos e inorgânicos, e carbono. Mesmo assim, o termo aerogel é normalmente usado para se referir especificamente ao gel de silício.
Aplicações
Há uma variedade de aplicações para as quais aerogéis são usados.
Comercialmente, aerogéis foram usados em forma granular para adicionar isolamento para claraboias.
Aerogel de sílica transparente é muito adequado como um material de isolamento térmico para janelas, limitando significativamente as perdas térmicas de edifícios. Uma equipe de pesquisadores mostrou que a produção de aerogel em um ambiente sem gravidade pode produzir partículas com um tamanho mais uniforme e reduzir o efeito de espalhamento de Rayleigh em aerogel de sílica, tornando o aerogel menos azul e mais transparente.
Sua área de superfície elevada leva a muitas aplicações, tais como adsorção química para limpeza de derramamentos. Esse recurso também lhe confere um grande potencial como um catalisador ou como caratizador de transporte.
Partículas de aerogel também são usados como agentes espessantes em algumas tintas e cosméticos.
