Aerogel
| ||||||
Aerogel. 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.
Sumario
Características principales
- Ultra liviano: como está compuesto de un 90% a un 99.85% de aire, su densidad es tres veces la del aire.
- Ultra resistente: este material es capaz de soportar mil veces su propio peso.
- Ultra aislante: gracias a su porosidad adquiere características que lo hacen resistir a muy bajas y altas temperaturas. Protege 39 veces más que la mejor fibra de vidrio.
- Apariencia: tiene un aspecto fantasmagórico, muy parecido al vidrio.
- Nombres populares: humo solido, humo helado.
- Índice de refracción: apenas es de 1.0 y es el más bajo para un solido.
- Creador: Samuel S. Kistler.
- Año de creación: 1931.
- Año de desarrollo: alrededor de los años 60.
Fabricación
Para fabricar los aerogeles se confecciona un gel basado usualmente en silicio (se puede reemplazar por carbono, titanio, entre otros para modificar las propiedades) y luego se drena el agua del interior de las burbujas.
Proceso
Sometiendo el material a una temperatura concreta y a alta presión, con lo que la tensión superficial del líquido no derrumba la burbuja. Ese es el problema de los aerogeles; su costosa y difícil fabricación. El líquido más apropiado para disolver el material que constituirá la burbuja es el alcohol, aún así se han obtenido mejoras en los métodos que apuntan a una gran reducción de costes de fabricación en un futuro no muy lejano. Actualmente se pueden fabricar distintos tipos de aerogeles, utilizando como base el sílice, la alúmina, el óxido de cromo, el estaño o el carbono.
Tipos
Se puede substituir parte del silicio por otros materiales: carbono, titanio, etc, que le confieren propiedades diferentes:
- Aerogeles basados en titanio de 2 mm de grueso que pueden detener una bala. V.
- Vasos que tras ser rotos, se disuelven en el agua y no contaminan, pues son básicamente arena.
- Paneles de ventana que aislan mejor del frío, calor o ruido.
- Contenedores para el combustible de las naves espaciales muy ligeros o placas ablativas para soportar la reentrada atmosférica.
Construcciones aéreas
Su poco peso y la capacidad de funcionar como un aislante térmico lo hacen adecuado para la construcción de estructuras aéreas, lo que permitiría a estas flotar indefinidamente en el aire. Por ejemplo, una cúpula geodésica construida con aerogel sería tan ligera, que la diferencia de temperatura entre el aire del interior con el exterior bastaría para hacerla flotar.
Esto reduciría el peso total de la estructura (y su costo), al no necesitar vigas de soporte. El aerogel traslúcido no permite la fuga de calor pero sí la entrada de radiación solar, tal como lo hace un cristal, lo que se permite la flotación indefinida mientras le dé el sol. La altura de la cúpula puede variarse simplemente incrementando el diferencial de temperatura interior/exterior
Aplicaciones
Este material puede utilizarse para proteger a los astronautas contra las temperaturas tan bajas como -130c; también se está probando para cubiertas y armaduras a prueba de bombas y explosivos, así como para los vehículos militares. En el laboratorio, una placa de metal cubierta de 6mm de aerogel quedó casi intacta frente a una ráfaga directa de la explosión de 1kg de dinamita. El aerogel, tiene millones de minúsculos poros en su superficie que lo hace ideal para absorber los agentes contaminantes del agua.
Kanatzidis ha creado una nueva versión del aerogel diseñada para absorber el plomo y el mercurio del agua. Otras versiones se diseñan para absorber derramamientos del aceite. El aerogel también se está utilizando para usos más cotidianos como aislante paren lugares que se necesita aire acondicionado o calefacción, además de plantillas para botas de escaladores y sacos de dormir rellenos con este material.
Esta siendo utilizado el aerogel para tratamientos médicos como regenerar el hueso humano.
