Aerogel Avalos Cabello Karen

¿Que es? Es un material ultraligero poroso sintético derivado de un gel. El componente líquido del gel ha sido reemplazado con un gas, dando como resultado un sólido con muy baja densidad Se siente como el poliestireno extruido al tacto (apariencia espumosa) También se les llama: "humo congelado", "humo sólido", "aire sólido" o "humo azul“

Historia Creado por Samuel Stephens Kistler en 1931, como resultado de una apuesta con Charles extraídas a lo largo que podría reemplazar el líquido en "jaleas" con gas sin provocar la contracción. Los primeros aerogeles se producen a partir de geles de sílice. Producidos por la extracción de líquido de un gel a través de secado supercrítico. Kistler obra posterior aerogeles involucrados basados en alúmina, óxido de cromo y dióxido de estaño. Aerogeles de carbono se desarrollaron por primera vez en la década de 1980.

Propiedades Ligeros (0.003 g/cm3) Elevada área superficial Químicamente inertes Baja constante dieléctrica Bajo índice de refracción (es transparente y la luz se refleja) Baja velocidad de propagación del sonido T fusión: 3000 °C Desecante Hidrofilicos e hidrofobicos. Deformable a elevadas presiones Aislante térmico (inhibidor de la convección) Aislante eléctrico (los gases son pobres conductores de calor, compuestos por gas casi en su totalidad) Aislante acústico

Estructura y composición Materiales sólidos, a pesar de su apariencia Tiene estructura amorfa, entrecruzada Son secos y no tiene propiedades de gel Esta compuesto por dióxido de silicio (arena, igual que el vidrio) Es 100 veces mas denso que el cristal, 99% de su estructura es aire Densidad = 0.003 g/cm³ + densidad  + silicio Las partículas, de 2-5 nm se agrupan en grandes clusters y estos forman a su vez una red tridimensional con una estructura extremadamente porosa. Tamaño inferior a 100nm El tamaño medio y la densidad se controlan en la síntesis del material.

¿Es frágil? Primer desarrollo (aerogel sintetizado): hilos de sílice y poliuretano entretejidos = frágil Hilos de partículas de sílice se unen químicamente con polisocianato= material ligero y 100 veces mas resistente e insensible a la humedad.

Polimerización Proceso de polimerización sol-gel (gel de sílice) Monómeros en una solución  fase liquida de grupos coloidales Comienzan a enlazarse y entrecruzarse para formar sol-gel, casi sólido  gran área superficial 1000 m²/g

Imposibilidad de conseguir estructura regular a gran escala. Se usa método de formación artificial de dentrímetros dentro de la estructura. Los cuales forman estructuras esféricas ordenadas y bien definidas (fuertes).

Síntesis Alcohol (etanol) + disolvente líquido de rápida evaporación (alcóxido de silicona) = dióxido de silicio sol-gel (gel de sílice) Mediante secado supercrítico se sustituye el alcohol del gel por aire El solido del gel es micro poroso y la evaporación produciría una fuerte tensión superficial que colapsa la estructura de los poros.

Secado supercrítico, aerogel sintetizado La mezcla alcogel se pone en un lugar lleno de etanol Se somete a una elevada presión y se enfría a unos 5-10°C Se inyecta CO2 liquido en el recipiente antes de que se elimine el etanol Se sustituye el alcohol en la estructura del aerogel Cuando se sustituyo por completo, se calienta el recipiente a la temperatura critica del CO2 (31°C) Mientras se calienta, comienza a liberarse el CO2 manteniendo la presión ligeramente superior a la supercrítica de CO2

Se mantiene en estas condiciones durante un tiempo hasta que se disminuya la presión del CO2 a la P ambiental. Al disminuir la presión se permite que el alcohol en vapor se escape, dejando la matriz del aerogel llena de aire. El proceso dura entre 12 horas y 6 días.

Tipos. Aerogel sílice: son los más comunes, absorben radiación. Se usa en construcción de estructuras, permiten el paso de la luz al interior de la estructura, pero no el paso del calor.

Aerogel de alúmina Compuesto de óxido de aluminio Se usa en catalizadores, especialmente compuestos metal dopado + metal (níquel- alúmina) Se usan por la NASA para capturar partículas a hipervelocidades. Un aerogel dopado con gadolinio y terbio produce fluorescencia en el lugar de impacto de las partículas, de modo que se puede visualizar y cuantificar la velocidad de las partículas, la fluorescencia depende de la velocidad de impacto.

Aerogel de carbón Conductores eléctricos dependiendo de su densidad Supercondensadores y adsorbentes por su gran área superficial. Absorben el 99.7% de radiación infrarroja, se usan en paneles solares.

Fuentes de consulta http://centrodeartigos.com/articulos útiles/article_103155.html ceramics.org/.../nasas-new-flexible-and-stronger-aerogel-expected-to-open-new-applications-for-super-insulator www.aerogel.org/?p=3