O aerogel é um material que intrigou a comunidade científica devido às suas impressionantes propriedades físicas e químicas. Este é um material sólido que possui características muito diferentes em comparação com outros sólidos.
Esta é a parte que induz a curiosidade em quem está interessado em Aerogels. O sólido mais leve a ser criado na Terra é o Aerogel. É composto de 97% de ar, mantendo as propriedades estruturais de um sólido.
Como surgiu
O termo aerogel é cunhado a partir de duas palavras – ar e gel. E há história para esse nome!O aerogel foi inventado por Samuel Stephens Kistler. Samuel era fascinado pela geleia por causa de sua natureza dual para agir tanto como um sólido quanto como um líquido.
A razão pela qual a gelatina tem propriedades de líquido e sólido é que é uma combinação de ambas. Uma estrutura de gelatina porosa mantém a água dentro dela, criando uma pseudo-substância.
Samuel se perguntou o que aconteceria se ele substituísse o conteúdo de água pelo ar. No entanto, se o gel fosse seco simplesmente, ele iria contrair a estrutura sólida, levando a rachaduras.
Ele entendeu que a estrutura altamente microporosa do gel colapsa devido às altas forças de tensão superficial exercidas pelo líquido. Então, ele olhou para formas alternativas em que o líquido pode ser removido sem ferir a estrutura sólida, e surgiu a ideia de substituir a água pelo álcool.
Quando o álcool é convertido em um estado supercrítico, ele se torna em um estado entre gás e líquido, e não terá tensão superficial. A estrutura microporosa sólida foi feita usando Sílica.
Uma vez que o álcool evaporou, o primeiro Aerogel foi formado. Nos termos mais simples, o Aerogel é feito a partir da remoção de água ou solvente de uma estrutura gelatinosa.
Propriedades físicas do aerogel
A razão pela qual o aerogel parece translúcido é devido ao fato de que grande parte do material é apenas ar, o que também explica sua densidade muito baixa. Eles são chamados os sólidos mais leves da Terra e até mesmo um bloco do tamanho de um homem de seis metros de aerogel só pesará cerca de um quilo.O Recorde Mundial do Guinness para o material impresso em 3D mais leve é um grafeno Aerogel impresso pela Dong Lin.
O aerogel tem outras propriedades físicas únicas, e uma delas é o incrível isolamento contra o calor (0,023 W / mK a 100 ° C).
O aerogel também possui excelentes propriedades acústicas, apresentando isolamentos acústicos 10 a 1000 vezes melhores do que as formas de poliuretano.
Como a estrutura é feita a partir de apenas 3% de sólidos, o aerogel é muito frágil. Os dois principais materiais sólidos utilizados para a preparação do Aerogel são sílica e carbono.
Por que a indústria do aerogel não está crescendo?
Nós discutimos longamente sobre as incríveis propriedades do aerogel e como ele é incrível. Então, por que a tecnologia ainda não é difundida?Há mais de uma razão para isso. O primeiro é o fato de que o aerogel é muito difícil de fabricar, mesmo com os avanços que tivemos em termos de produção.
Os maiores painéis de Aerogel que a indústria conseguiu produzir foram um painel de 90×90 cm. E esse tamanho só é possível através de máquinas altamente avançadas.
Se você fosse procurar por aerogels para comprar, a especificação mais alta que você pode encontrar é 30x30cm. Pedidos especiais devem ser feitos se tamanhos maiores forem necessários.
O preço é outro fator que impede que muitos usem ou experimentem o Aerogel. O dispendioso processo de fabricação faz com que esse custo seja transferido para os compradores.
O resultado é que um aerogel de sílica medindo 2,5 cm x 2,5 cm x 1,0 cm custa mais de US $ 50.
Um dos principais desafios enfrentados pela indústria de aerogel é a natureza frágil do sólido. Não se engane, o material é forte e pode conter muitas vezes o seu peso.
No entanto, o material não se sustenta bem sob tensão. Avanços são feitos no sentido de simplificar o processo de fabricação de Aerogel e melhorar sua integridade estrutural. Uma vez que essas limitações sejam resolvidas, o Aerogel certamente chegará a mais pessoas e produtos.
A falta de indústrias investidas na produção de aerogel é também outra razão pela qual os Aerogels não são tão populares.
Conclusão
O aerogel é, sem dúvida, um entre o material milagroso que inventamos. O material tem imenso potencial em suas muitas formas e combinações.Podemos esperar que as limitações associadas à Aerogels sejam levantadas em breve, diminuindo seus custos e melhorando as taxas de produção. Com o aumento do escopo das aplicações de aerogel, podemos esperar que mais empresas comecem a investigar a produção e fabricação de aerogel, melhorando a tecnologia e ajudando-a a atingir as massas.
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