Aerogel

Aerogel er et konstruert materiale ofte kalt frossen røyk eller blå røyk. Aerogel er det stoffet i verden som har lavest kjent massetetthet. Tettheten varierer etter type, men de mest ekstreme formene består av rundt 99,9% luft og har en massetetthet helt nede i  Materialet er et stivt skum, med en konsistens lik polystyren. Det er et ekstremt sterkt materiale, og kan bære 2000 ganger sin egen vekt uten å kollapse, men det er meget sprøtt og lite resistent for støt.

Aerogel ble funnet opp av kjemikeren Samuel Stephens Kistler i 1931. Det er en utbredt myte at aerogel kommer fra NASA, et resultat av koordinert forskning mellom NASA og Aspen Systems, Inc. NASA har forsket mye på aerogel, og har brakt produktet fremover både når det gjelder produksjon og bruksområder, men det var Kistler som klarte å lage en silikabasert aerogel hele 27 år før NASA ble stiftet. De eksakte omstendighetene rundt oppfinnelsen er usikre, men den vanligste historien er at aerogel er et resultat av en konkurranse mellom Kistler og en Charles Learned, «for å se om de kunne trekke væsken ut av en gelé uten at den krympet».

Aerogel har mange interessante egenskaper, inkludert en utpreget dendrittisk struktur og ekstremt lav termisk konduktivitet (ca. 0,017 W/mK) som gir det imponerende isolasjonsegenskaper og et smeltepunkt på 1 200 ℃.

Det er mange områder der aerogel blir brukt. Ett bruksområde er å fange støvpartikler, noe NASA gjorde ombord i Stardust-romskipet.

Aerogel er laget ved å trekke væsken ut av en gel gjennom superkritisk tørking. Den første formen for aerogel var basert på en silikagel, men Kistler klarte også å lage aerogel med alumina, kromoksid og tinnoksid. Mot slutten av 1980-tallet klarte man også å produsere aerogel av karbon. Silikabasert aerogel er fremdeles den mest vanlige.

En fremgangsmåte for å lage aerogel er at man starter med en flytende alkohol, som etanol, og blander den med silisiumdioksid (kvarts)-støv (silika) for å lage en gel. Deretter, ved en prosess kalt superkritisk tørking, blir alkoholen presset ut av gelen, gjerne med bruk av høytrykks karbondioksid. Med denne tørkeprosessen kollapser ikke gelen (mister ikke luftinnholdet). Silikabasert aerogel ser gjerne blåaktig ut fordi kvartsen sprer kortere bølgelengder av lys på samme måte som atmosfæren sprer sollys mot jorden på dagtid. På tross av dens gjennomsiktige utseende, føles den som hardt plastskum.

Aerogel er oppført 15 ganger i Guinness rekordbok for materialegenskaper, blant annet som beste isolator og det faststoff som har minst tetthet.

Referanser

Eksterne lenker 
 
 NASA-foto av aerogel.

Kjemiske forbindelser
Materialer