Aerogel
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
L'aerogel è una sostanza allo stato solido simile al gel nella quale il componente liquido è sostituito con gas. Il risultato è una schiuma solida con parecchie proprietà particolari, la più importate delle quali la sua efficacia nell'isolamento. Viene soprannominato fumo ghiacciato, fumo solido o fumo blu per la sua trasparenza; ad ogni modo al tatto sembra gomma piuma.
L'aerogel fu creato per la prima volta da Steven Kistler nel 1931, come il risultato di una scommessa con Charles Learned chi avrebbe scambiato per primo (fra i due scienziati) il liquido di una "gelatina" con del gas senza causarne il collassamento. Il primo risultato furono i Gel di Silice. Per l'aerogel possono essere usati materiali molto diversi; il lavoro di Kistler portò ad aerogel basati su silicio, alluminio, cromo, e stagno. Aerogel di carbonio furono sviluppati per la prima volta nel 1990.
L'aerogel è la sostanza solida meno densa conosciuta, ovvero la più leggera per metro cubo; è composta dal 98% di aria e dal 2% di diossido di silicio, il principale componente del vetro. L'aerogel è 1000 volte meno denso del vetro, sopporta altissime temperature ed è un ottimo isolante termico.
[modifica] La storia dell'aerogel
Le prime molecole di questo materiale sembrano appartenere ai nostri tempi ma risalgono al 1931, anno in cui Steven Kistler del College of the Pacific a Stockton, California cercò di provare che un "gel contiene una matrice solida delle stesse dimensioni e forma del gel stesso".
Il modo più immediato di provare questa ipotesi era quello di rimuovere la parte liquida dal gel lasciando integra la parte solida. In realtà se il gel veniva semplicemente fatto asciugare, la struttura collassa, giungendo solo ad una frazione del volume iniziale, con la rottura della struttura solida. Kistler suppose, correttamente, che la componente solida del gel fosse microporosa e che l'interfaccia liquido-vapore del liquido evaporante esercitasse delle intense forze di tensione superficiale, che portavano alla distruzione della struttura dei pori. Kistler intuì quindi l'aspetto chiave della produzione degli aerogel: sostituire il liquido con aria, facendolo passare attraverso condizioni supercritiche in cui, pertanto, non fossero presenti contemporaneamente le due fasi e fossero così assenti le tensioni superficiali.
Kistler scoprì il segreto per asciugare il gel evitandone il collasso. Sottrasse il liquido ad elevate temperature e pressioni, portando il liquido allo stato supercritico, in cui non è più possibile distinguere tra liquido e gas. Dopo aver creato le condizioni supercritiche, la pressione viene fatta lentamente diminuire: il fluido supercritico viene quindi espulso dal gel senza i distruttivi effetti dovuti alla tensione superficiale. Ciò che rimane è un aerogel con il 98% di aria.
[modifica] Presente e futuro dell aerogel
Con il costante sviluppo della ricerca ci si devono aspettare imminenti e decisivi sviluppi sia nella tecnologia sia nelle possibilità di applicazione. Dopo vari esperimenti la NASA ha deciso di usare questo prodotto per gli scudi termici delle navette spaziali e il costo di questo materiale quasi equivalente al nulla è abbastanza alto, per esempio (nel 2005) un cubo di 2 × 2 cm costa 75 dollari USA e 5 fogli di 3 mm costano circa 200 dollari USA.
[modifica] Voci correlate
| Chimica | |
 |
Progetto Chimica | Portale Chimica | Il baretto di chimica |
| Tutte le voci di chimica | Composti chimici | Voci richieste | Richieste di traduzione | Voci da completare | |
