Saranno fatti di "fumo" i materiali del futuro: dopo aver catturato le polveri della cometa Wild 2, l'aerogel, o fumo solido, entra nelle case e nella vita di tutti i giorni come il materiale solido più leggero e dalle ottime qualità isolanti.
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 dalle molte proprietà particolari, la più importante delle quali è l'efficacia nell'isolamento. Viene soprannominato fumo ghiacciato, fumo solido o fumo blu per la sua trasparenza; al tatto ricorda la 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 dei due avrebbe scambiato per primo il liquido di una "gelatina" con del gas senza causarne il collasso. Il primo risultato fu il 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.
Ricercatore della NASA, mostra l'aerogel.
L'aerogel fu creato per la prima volta da Steven Kistler nel 1931, come il risultato di una scommessa con Charles Learned: chi dei due avrebbe scambiato per primo il liquido di una "gelatina" con del gas senza causarne il collasso. Il primo risultato fu il 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 più leggera esistente, composta per il 99,8% di aria e per lo 0,2% di silice, la principale componente del vetro. Oltre ad essere super-leggero, l’aerogel è un ottimo isolante termico e resiste a temperature altissime. Proprio per queste caratteristiche uniche, la Nasa lo ha utilizzato a bordo della sonda Stardust per raccogliere le polveri della cometa Wild 2, ma anche per l'isolare le tute degli astronauti.
Presentate nel convegno della Società Americana di Chimica, le possibili applicazioni vanno dai tessuti di nuova generazione per confezionare abiti a frigoriferi dalle pareti sottilissime fino ai nuovi materiali isolanti per gli edifici, tutti rigorosamente di 'fumo' solido.
I nuovi miglioramenti introdotti recentemente nell’aerogel promettono ora di rendere questo meteriale competitivo anche per la realizzazione di oggetti di uso quotidiano: ‘’può essere ora prodotto in forme sottili, fino a ottenere una pellicola così flessibile da rende possibile numerosi usi commerciali e industriali’’, ha spiegato Mary Ann Meador, ricercatrice del Centro di Ricerca Glenn della Nasa.
Proprietà
Gli aerogel sono eccezionali isolanti termici. Sono dei buoni inibitori convettivi perché l'aria non può circolare all'interno del reticolo. L'aerogel di silice è specialmente un buon isolante per la conduzione di calore grazie al fatto che la silice è uno scarso conduttore, d'altra parte un aerogel metallico avrà minori proprietà isolanti. L'aerogel di carbonio è un buon isolante dell'irraggiamento termico, in quanto il carbonio assorbe la luce infrarossa responsabile del trasferimento di calore. L'aerogel dalle maggiori proprietà isolanti è quello di silice addizionato di carbonio.
A causa della loro natura igroscopica, gli aerogel sono dei forti essiccanti.
Coloro i quali si trovano a maneggiare un aerogel per lungo periodo di tempo dovrebbero indossare dei guanti onde evitare la formazione di fragili chiazze sulle proprie mani.
Dato che l'aerogel è costituito prevalentemente da aria, esso appare semitrasparente. Il colore è dovuto allo scattering Rayleigh delle lunghezze d'onda minori dello spettro visibile da parte della struttura dendritica nanometrica. Questo fenomeno è all'origine della colorazione azzurrognola assunta su uno sfondo scuro e di quella biancastra su uno sfondo luminoso.
Nuove applicazioni
I nuovi aerogel flessibili potrebbero, ad esempio, essere utilizzati come super-isolanti per l'abbigliamento, per confezionare giacche a vento molto più calde ma anche sottilissime e leggere, così come tende o sacchi a pelo dallo spessore sottilissimo. Altre applicazioni potrebbero riguardare gli elettrodomestici , oppure l'isolamento di edifici, tubature o serbatoi. Le future applicazioni potrebbero però continuare a riguardare anche lo spazio: la Nasa sta valutando l'utilizzo dell’aerogel per costruire lo scudo termico che proteggerà le future navette spaziali durante il rientro nell'atmosfera.