O que é aerogel?
Manter um recorde mundial é uma meta elevada. Quer seja o bigode mais longo (14 pés), ou a milha corrida mais rápida (menos de quatro minutos), deve parecer uma realização ser o melhor em alguma coisa.
Não são apenas as pessoas que detêm recordes mundiais. O aerogel, ao que parece, detém o recorde mundial de vários feitos, incluindo o melhor isolante e a menor velocidade do som. Mas espere, o que é aerogel?
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O aerogel é uma classe de géis sólidos secos, porosos. Embora você normalmente imagine os géis como líquidos pegajosos e gelatinosos, o aerogel é um sólido feito de géis. Devido à sua aparência turva, ganhou o apelido de ‘fumaça congelada’, embora não seja nenhum dos dois.
Por causa de suas propriedades únicas, o aerogel tem inúmeras utilizações, desde trajes espaciais a edifícios de isolamento. À medida que mais tipos de aerogéis são criados, a lista de usos futuros é longa e diversificada.
Vamos explorar a estrutura e composição dos aerogéis para que possamos compreender suas propriedades físicas únicas.
Estrutura e Composição
‘Aerogel’ é uma palavra usada para descrever um grupo de materiais que compartilham certas características. Esses materiais não têm necessariamente a mesma composição química, embora a maioria dos aerogéis seja feita de sílica, outro nome para dióxido de silicone.
Embora tenham uma estrutura sólida, a maioria do aerogel contém cerca de 99% de ar. Você pode ver como ele recebeu esse nome, já que ‘aero’ é a palavra grega para ‘ar’ e é feito de gel. Junte os dois e viola, você tem aerogel.
Devido à sua estrutura, é leve e pouco denso. Na verdade, os cientistas criaram um aerogel que tem apenas duas vezes a densidade do ar.
Os aerogéis são criados por meio de uma série de etapas denominadas processamento de sol-gel , que começa pela mistura de produtos químicos para criar um gel e, em seguida, seca cuidadosamente o gel, o que geralmente é obtido pela aplicação de calor. O que é deixado para trás é um esqueleto de suporte interno e reticulado.
Embora a maioria dos aerogéis seja feita de sílica, os cientistas criaram aerogéis de outros materiais como carbono, ouro e até mesmo celulose vegetal.
Fatos sobre aerogel
Vamos verificar alguns fatos sobre o aerogel, começando com algumas de suas propriedades físicas que quebram recordes mundiais.
Em 2017, foi anunciado que os cientistas criaram o material impresso em 3D menos denso usando uma impressora 3D para fazer um grafema, um tipo de aerogel de carbono tão leve que pode ficar sobre uma pétala de flor.
O aerogel também detém o recorde mundial de ‘melhor isolante’. Essa propriedade física se deve a todo o ar dentro do aerogel. O ar aprisionado isola, mantendo os materiais quentes ou frios, dependendo da temperatura do ar dentro do aerogel. Por exemplo, um ladrilho de aerogel com menos de 2,5 cm de espessura isola bem como 8 cm de isopor ou 15 vidraças de vidro.
O aerogel detém o recorde de ‘velocidade de som mais lenta’, pois é excelente para diminuir a velocidade das ondas sonoras. Por exemplo, o aerogel absorve ondas sonoras a uma velocidade de 100 m / s, em comparação com o ar, o que retarda as ondas sonoras para 332 m / s. O aerogel é melhor em isolamento acústico do que materiais muito mais densos, como espuma de poliuretano.
Devido à estrutura interna, os aerogéis são fortes em comparação com suas densidades e peso. Muitos podem segurar objetos milhares de vezes mais pesados do que eles.
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O aerogel tem inúmeras utilizações. Um dos mais interessantes pode ser da NASA, que queria estudar a poeira do cometa, então utilizou o aerogel como meio de capturá-lo. Como você pode imaginar, apanhar a poeira do cometa é um desafio. A poeira viaja rapidamente e, ao diminuir a velocidade para capturá-la, causa danos à poeira. Mas quando a poeira do cometa atinge o aerogel, é capaz de desacelerá-lo gradualmente, o que permite que seja capturado sem alterar sua composição.
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Resumo da lição
O aerogel é uma classe de materiais secos, sólidos e porosos feitos de gel. É criado por meio de um processo denominado processamento sol-gel , em que um gel é aquecido e seco, e o suporte estrutural sólido remanescente permanece, mas o líquido se foi.
Normalmente os aerogéis são feitos de sílica, mas também podem ser feitos de carbono, metais e outros materiais. Mais de 99% do aerogel é ar. Os aerogéis têm propriedades únicas, incluindo:
- Densidade baixa
- Força (pode suportar milhares de vezes seu próprio peso)
- Retarda as ondas sonoras consideravelmente
- Excelente isolante