Aerogel: El incre铆ble s贸lido m谩s ligero jam谩s creado en la Tierra









Hay materiales que la tecnolog铆a produce y que son una puerta para soluciones que s贸lo el futuro mostrar谩. Uno de estos materiales es el aerogel. Estamos hablando de un material que ha intrigado a la comunidad cient铆fica debido a sus impresionantes propiedades f铆sicas y qu铆micas. El aerogel es un material s贸lido que tiene caracter铆sticas muy diferentes en comparaci贸n con otros s贸lidos. Por lo tanto, este es el s贸lido m谩s ligero que se crear谩 en la Tierra.

El material que desaf铆a la ciencia se compone del 97% de aire, manteniendo las propiedades estructurales de un s贸lido.

Imagen de un pedazo de aerogel

驴De d贸nde vino el nombre Aerogel?

El t茅rmino aerogel se crea a partir de dos palabras - aire y gel. Y hay historia para ese nombre. As铆, el aerogel fue inventado por Samuel Stephens Kistler. Samuel estaba fascinado por la jalea debido a su doble naturaleza para actuar tanto como un s贸lido como un l铆quido.

La raz贸n por la cual la gelatina tiene propiedades de l铆quido y s贸lido deriva de una combinaci贸n de ambos. Es decir, la gelatina tiene una estructura porosa que mantiene el agua dentro de ella, creando una pseudo-sustancia.

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Samuel se pregunt贸 qu茅 suceder铆a si sustituyera el contenido de agua por el aire. Sin embargo, si el gel se seca simplemente, se contrae la estructura s贸lida, llevando a la aparici贸n de grietas. De esta forma, 茅l entendi贸 que la estructura altamente microporosa del gel colapsa debido a las altas fuerzas de tensi贸n superficial ejercidas por el l铆quido. Entonces, mir贸 a formas alternativas en que el l铆quido puede ser removido sin herir la estructura s贸lida, y surgi贸 la idea de sustituir el agua por el alcohol.

Cuando el alcohol se convierte en un estado supercr铆tico, se convierte en un estado entre gas y l铆quido, y no sufrir谩 de tensi贸n superficial. La estructura microporosa s贸lida se hizo utilizando S铆lice.

Cuando el alcohol se evapor贸 fue formado el primer Aerogel. En los t茅rminos m谩s simples, el Aerogel se hace a partir de la remoci贸n de agua o solvente de una estructura gelatinosa.

Propiedades f铆sicas del aerogel

La raz贸n por la cual el aerogel parece transl煤cido es debido al hecho de que gran parte del material es s贸lo aire, lo que tambi茅n explica su densidad muy baja. Se les llama los s贸lidos m谩s ligeros de la Tierra e incluso un bloque del tama帽o de un hombre de seis metros de aerogel s贸lo pesar谩 alrededor de un kilo.

El Recorde Mundial de Guinness para el material impreso en 3D m谩s ligero es un grafeno Aerogel impreso por Dong Lin. El aerogel tiene otras propiedades f铆sicas 煤nicas, y una de ellas es el incre铆ble aislamiento contra el calor (0,023 W / mK a 100 掳 C).

Adem谩s, el aerogel tambi茅n posee excelentes propiedades ac煤sticas, presentando aislamientos ac煤sticos 10 a 1000 veces mejores que las formas de poliuretano.

Como la estructura se hace a partir de s贸lo el 3% de s贸lidos, el aerogel es muy fr谩gil. Los dos principales materiales s贸lidos utilizados para la preparaci贸n del Aerogel son s铆lice y carbono.

驴C贸mo se produce Aerogel?

Conforme vimos, el aerogel se hace removiendo el contenido de agua / solvente de un gel y sustituy茅ndolo por aire. El m茅todo moderno de fabricaci贸n de aerogel utiliza un proceso llamado sol-gel.

El nuevo proceso de fabricaci贸n fue desarrollado en 1983 por Arlon Hunt y Microstructured Materials Group. Ellos usaron un TEOS o Tetraethyl orthosilicate en la producci贸n de aerogel, que es mucho m谩s seguro que el m茅todo TMOS que se utiliz贸 hasta entonces.

Otro desarrollo fue el uso de di贸xido de carbono l铆quido, que sustituy贸 el uso de alcohol como solvente base. El uso de TMOS y alcohol en aerogel hizo el proceso muy peligroso. Como se ha visto, esta composici贸n result贸 en una devastadora explosi贸n que destruy贸 una f谩brica de aerogel en Suecia.

El nuevo proceso de producci贸n tiene el mismo rendimiento de TMOS pero sin sus peligros.

驴Cu谩les son las aplicaciones del aerogel?

Las caracter铆sticas f铆sicas del Aerogel hicieron de 茅l uno de los materiales artificiales m谩s estudiados. Hoy en d铆a, podemos encontrar aerogel en cosm茅ticos, tintas, ropa de buceo, etc. Sin embargo, su uso en la industria aeroespacial s贸lo ha aumentado desde su invenci贸n. El aerogel fue utilizado incluso para capturar cometas y polvo interestelar en la misi贸n Stardust de la NASA.

Este material exclusivo se utiliz贸 como material aislante que mantuvo el Mars Exploration Rover calentado durante su misi贸n. Sin embargo, hay muchas otras aplicaciones pr谩cticas como, por ejemplo, material aislante para edificios.

Una nueva invenci贸n llamada algod贸n-aerogel est谩 teniendo 茅xito en varios sectores. En el mercado de la ropa, el aerogel de algod贸n puede ser utilizado como un material aislante que puede sustituir las chaquetas voluminosas convencionales.

Una aplicaci贸n sorprendente es el uso de algod贸n aerogel como dispositivo de control de hemorragia, donde puede ser inyectado en una herida abierta y 茅ste se expandir谩 aplicando presi贸n en la herida, impidi茅ndole sangrar.

驴Cu谩l es la raz贸n por la que la industria no est谩 apostando por el aerogel?

Si hay tantas ventajas, si existen innumerables escenarios de aplicaci贸n para el d铆a a d铆a, entonces 驴por qu茅 no se aprovechan las incre铆bles propiedades del aerogel?

Hay varias razones que explican esta realidad. Primero es el hecho de que el aerogel es muy dif铆cil de fabricar, incluso con los avances que tuvimos en t茅rminos de producci贸n. Los mayores paneles de Aerogel que la industria logr贸 producir fueron del tama帽o de 90 脳 90 cm. Y ese tama帽o s贸lo fue posible a trav茅s de m谩quinas altamente avanzadas.

En segundo lugar est谩 el precio. Es costoso el proceso de fabricaci贸n, lo que se traduce en la transferencia de ese costo al consumidor final. Para tener un ejemplo, una placa del material que mide 2,5 cm x 2,5 cm x 1,0 cm cuesta alrededor de 50 euros.

Uno de los principales desaf铆os enfrentados por la industria de aerogel es la naturaleza fr谩gil del s贸lido. No se enga帽e, el material es fuerte y puede contener a menudo su peso. Sin embargo, el material no se sostiene bien bajo tensi贸n.

Los avances se han hecho para simplificar el proceso de fabricaci贸n del aerogel y mejorar su integridad estructural. Una vez que estas restricciones se resuelvan, el aerogel seguramente llegar谩 a m谩s personas y productos.

Por lo tanto, la aerogel es, sin duda, uno de los pocos materiales milagrosos jam谩s creados. El material tiene un inmenso potencial en sus muchas formas y combinaciones.

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Ana Gomez

Ana G贸mez. Naci贸 en Asturias pero vive en Madrid desde hace ya varios a帽os. Me gusta de todo lo relacionado con los negocios, la empresa y los especialmente los deportes, estando especializada en deporte femenino y polideportivo. Tambi茅n me considero una Geek, amante de la tecnolog铆a los gadgets. Ana es la reportera encargada de cubrir competiciones deportivas de distinta naturaleza puesto que se trata de una editora con gran experiencia tanto en medios deportivos como en diarios generalistas online. Mi Perfil en Facebook:聽https://www.facebook.com/ana.gomez.029   Email de contacto: ana.gomez@noticiasrtv.com

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