AEROGEL: EL MATERIAL MAS LIGERO DEL PLANETA

A Partir de una apuesta de 2 científicos se crea uno de los materiales mas novedosos, singulares y útiles que puedan existir. 

Todo empezó cuando Charles Learned hizo una apuesta con su compañero Samuel S. Kistler en 1931, el reto consistía en coger un tarro de mermelada y reemplazar el líquido de su interior por un gas sin que su volumen disminuyera. Sorprendentemente el resultado de este experimento que solo tenia como fin un desafío  genero un como consecuencia una sustancia fascinante  "el aerogel" un sólido de muy baja densidad. 

El aerogel es un material que tiene una densidad de sólo 0,16 miligramos por centímetro cúbico, un sexto de la del aire.  En el gel se ha sustituido el componente líquido por un gas por lo cual puede absorber compuestos orgánicos rápidamente, es altamente poroso, con una enorme capacidad de aislante térmico  lo que lo convierte en un material ideal para el tratamiento de los vertidos de petróleo, y una infinidad de aplicaciones.

El aerogel, también llamado humo helado, humo sólido o humo azul debido a su naturaleza semitransparente es un material coloidal similar al gel, está generalmente compuesto de 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. Este material tiene al tacto una consistencia similar a la espuma de poliestireno, posee un índice de refracción de 1,0, muy bajo para ser un sólido. La velocidad del sonido a través de él es muy baja, 100 m/s.
Sílice, circonio, alúmina, óxido de cromo, estaño y carbono son algunos de los diferentes materiales a partir de los cuales se puede fabricar el Aerogel.

El método mas convencional de preparación para los aerogeles es el el método de Pekala, La mayoría de los aerogeles se preparan mediante este método en el cual se emplea Resorcinol, Formaldehído y un catalizador, y este a su vez genera una reacción de polimerización. El aerogel debe atravesar tres etapas trascendentales;  de gelación y curado, que es donde el polímero se entrecruza y se forma el gel, secado supercritico, una etapa fundamental en la que las diferentes condiciones de secado permiten lograr un gel con singulares propiedades texturales y con diferente denominación y la carbonización y activación, donde el proceso modifica la textura porosa del gel orgánico y el gel de sílice o carbono desarrolla su microporosidad.

Cada etapa es controlada por un conjunto de variables (disolvente usado, pH, tiempo, temperatura de gelación y curado, tipo de secado, temperatura de carbonización.) Estas pequeñas variaciones generan  cambios significativos en las propiedades del mismo por lo cual podemos encontrar diferentes tipos de Aerogel como:

Inorgánicos: su estructura es basada en óxidos metálicos o semimetálicos, se han realizado estudios de gran alcance y principalmente son preparados a partir de dióxido de silicio. 

Híbridos Orgánicos–Inorgánicos: Su estructura también esta basada en óxidos metálicos o semimetálicos, se han realizado estudios de gran alcance, son preparados a partir de dióxido de silicio.

Orgánicos: Su estructura esta basada en polímeros orgánicos multifuncionales resultantes de la polimerización. Los que más se han estudiado son los RF obtenidos por policondensación de (resorcinol con formaldehído) y MF (melamina con formaldehído).

De Carbono: son los únicos conductores de la corriente eléctrica, poseen una estructura desordenada, a temperaturas mayores de 2100 ºC se pierden las características del aerogel. 

Cuales son sus Usos

Existe infinidad de posibles aplicaciones comerciales, aunque  fundamentalmente ha sido utilizado  en el campo del aislamiento térmico en las ventanas de oficinas, obras de gran envergadura en las que sus propiedades son usadas para impedir la pérdida de calor o el aumento de éste.

• Una de sus aplicaciones mas optimas es como aislante térmico ultraligero para estructuras aéreas, lo que en teoría posibilitaría a estas flotar indeterminadamente en el aire. 

• El aerogel también puede amortiguar los golpes en un 89% de intensidad por lo que puede ser útil en los parachoques para reducir el impacto en los automóviles

• Eliminación de residuos:  manchas de petróleo en el agua, existen aerogeles diseñados específicamente para absorber el plomo y el mercurio del agua.

• Se pueden fabricar diferentes materiales a prueba de balas hechos en titanio de 2 mm de grosor con la capacidad de detener una bala, vehículos militares, cubiertas, armaduras a prueba de bombas y explosivos.
• Aislante termoacustico en distintas superficies como ventanas y paredes.
• Supresión de reflejos de una superficie
• Prendas de vestir diseñadas para soportar bajas y altas temperaturas y plantillas en zapatos para escaladores.
• Tanques para las naves espaciales mas ligeros.
• Placas de revestimiento para la nave las cuales le permiten soportar las temperaturas extremas cuando entran en la atmósfera.
• Tinta para la impresora.
• Aislamiento Termíco industrial flexible Manta (Pyrogel)

Referencias:

https://www.refratermic.com.co/#aislamiento.html

https://newatlas.com/graphene-aerogel-worlds-lightest/26784/