¿Qué es el aerogel?

El aerogel es un tipo de material sólido nanoporoso formado por el método sol gel, en el que la fase líquida del gel se reemplaza por gas mediante un determinado método de secado [1]. Como gelatina, goma arábiga, silicona, cabello, uñas, etc. El aerogel también tiene las propiedades del gel, es decir, expansión, tixotropía y desencolado.
Aerogel es el sólido más pequeño del mundo y una de las diez tecnologías emergentes en el campo químico en 2022.
El aerogel es un tipo de material sólido que tiene la densidad más pequeña del mundo. La densidad es de 3 kilogramos por metro cúbico. El aerogel común es el gel de aerogel de silicona, que fue fabricado por primera vez por el científico estadounidense Kistler en 1931 para jugar con sus amigos. Hay muchos tipos de aerogeles, incluidos silicio, carbono, azufre, óxido metálico, metal, etc. Aerogel es una palabra compuesta. Aquí aero es un adjetivo que significa "en el aire". El gel es obviamente gel. Literalmente significa gel de aire. El gel de cualquier sustancia se puede llamar aerogel siempre que se pueda secar para eliminar el disolvente interno y mantener su forma básicamente sin cambios, y el producto tenga alta porosidad y baja densidad.
Debido a que la densidad es extremadamente baja, el aerogel más ligero es de sólo 0,16 mg/cm3, ligeramente inferior a la densidad del aire, por lo que también se le llama "humo congelado" o "humo azul". Debido a las partículas extremadamente pequeñas en su interior (a nivel nanométrico), la luz visible se dispersa menos al pasar a través de ella (dispersión de Rayleigh), al igual que la luz solar al atravesar el aire. Por lo tanto, también parece azul como el cielo (si no se mezcla nada más) y ligeramente rojo cuando se ve frente a la luz. El cielo es azul, mientras que el cielo del atardecer es rojo. Dado que más del 80% del aerogel es aire, tiene un muy buen efecto de aislamiento térmico. Un aerogel de una pulgada de espesor equivale a entre 20 y 30 piezas de vidrio común. Incluso si el aerogel se coloca entre la rosa y la llama, la rosa no sufrirá ningún daño. El aerogel también tiene una variedad de usos en la exploración espacial, incluida la estación espacial rusa "Peace" y las sondas estadounidenses "Mars Pathfinder". Los aerogeles también se utilizan como detectores del efecto Cherenkov en experimentos de física de partículas. Un ejemplo de aplicación reciente es un discriminador de partículas llamado Aerogel Cherenkov Counter (ACC) en el detector experimental Belle de la fábrica de mesones B, una institución de investigación de aceleradores de alta energía. El aerogel utilizado en este detector tiene las características de bajo índice de refracción entre líquido y gas, así como alta transmitancia y estado sólido, lo cual es superior al método tradicional de usar líquido criogénico o aire a alta-presión. Mientras tanto, su ligereza es también una de sus ventajas.
Este nuevo material tiene una densidad de sólo 3,55 kilogramos por metro cúbico, lo que supone sólo 2,75 veces la densidad del aire; La densidad de la madera seca de pino (500 kilogramos por metro cúbico) es 140 veces mayor. Esta sustancia parece humo solidificado, pero su composición es similar a la del vidrio. Debido a su densidad extremadamente baja, es muy adecuado para aplicaciones aeroespaciales. El Jet Propulsion Laboratory de la NASA, un nuevo aerogel desarrollado por el Dr. Jones, está compuesto principalmente de sílice pura. En el proceso de producción, el compuesto de silicio líquido se mezcla primero con el disolvente líquido que puede evaporarse rápidamente para formar un gel, y luego el gel se seca en un instrumento similar a un digestor presurizado y, después de calentarlo y despresurizarlo, se forma una estructura de esponja porosa. La proporción de aire en el aerogel final obtenido por el Dr. Jones representó el 99,8%.
El aerogel a veces se denomina "humo sólido" o "humo congelado" debido a su color translúcido y su peso ultraligero. Este nuevo material puede parecer frágil, pero en realidad es muy resistente y duradero, capaz de soportar temperaturas de hasta 1400 grados centígrados. Estas características de los aerogeles tienen muchas aplicaciones en la exploración espacial. Los materiales de aerogel se utilizan en la estación espacial rusa "Peace" y en la nave espacial estadounidense "Mars Pathfinder".