Material de gel
El aerogel sólido más ligero del mundo se rompe en pedazos cuando se lo pellizca, pero puede soportar temperaturas de 1.400 grados. ¿Qué tan asombroso es?
¿Sabes cuál es el sólido más ligero del mundo? ¿Un trozo de papel, una pluma o un grano de arroz? Ninguno, salvo un material llamado aerogel, que es más ligero que el aire y parece una nube de humo congelada. Llegados a este punto, todos no pueden evitar preguntarse, ¿qué es el aerogel? ¿Por qué es el sólido más ligero del mundo?
Primero debemos entender qué es un gel. El gel es un líquido elástico semisólido y altamente concentrado que pierde fluidez bajo la acción de los polímeros y se convierte en gel. El gel más común en la vida es la gelatina, que tiene una delicada estructura de red tridimensional en su interior y contiene más del 99% de agua. En 1931, los científicos estadounidenses se inspiraron en la gelatina y utilizaron un proceso de secado extremo para eliminar el líquido del gel de silicona, lo reemplazaron con mampostería y llenaron los huecos de la rejilla para formar un aerogel de silicona. Su composición es la misma que el vidrio, que es sílice, pero el contenido de sílice es inferior a 1, y el 99,8 restante es aire. Es uno de los materiales con menor densidad que se conocen en el mundo tras más de 90 años de desarrollo. , el aerogel tiene Hay muchos tipos, como los de silicio, los de carbono y los de metal.
De hecho, siempre que el gel pueda mantener su forma original después del secado, se le puede llamar aerogel. Aunque parecen frágiles, en realidad son muy duraderos y pueden soportar presiones miles de veces su propia masa. Por ejemplo, un trozo de aerogel de 2 gramos puede sostener un ladrillo de 2,5 kilogramos. Además, su estructura de rejilla de nivel nanométrico tiene una gran capacidad para aislar el aire y su capacidad de aislamiento es 39 veces más fuerte que la mejor fibra de vidrio.
Esta es la razón por la que el aerogel es un excelente material resistente al frío. Un traje resistente al frío de aerogel de tres nanómetros de espesor puede resistir el ataque del aire frío a -196 grados Celsius, y debido a que el componente principal es el aire, El aerogel tiene una conductividad térmica y un índice de refracción muy bajos, y su punto de fusión alcanza los 1.400 grados. Alguien hizo un experimento de este tipo. Pusieron un pétalo en una lámina de aerogel y usaron una pistola para hornear el aerogel. Se puede ver claramente que los pétalos se marchitan lentamente, pero no hay cambios en el aerogel frente a la llama. hace que el aerogel Gel se haya convertido en un material indispensable en la exploración aeroespacial. Sus propiedades de aislamiento térmico pueden minimizar el calor generado por la fricción entre la nave espacial y la atmósfera, protegiendo así mejor la nave espacial y extendiendo su vida útil.
En la actualidad, los aerogeles se han utilizado en numerosas sondas espaciales de nuestro país, como el rover Zhurong Mars y la sonda marciana Tianwen-1. En esta tecnología, hemos pasado de estar restringidos al principio a la innovación independiente, y luego a la autosuficiencia y la autosuficiencia nos ha permitido ver la velocidad de China. En 2013, el grupo de investigación del profesor Gao Chao del Departamento de Polímeros de la Universidad de Zhejiang desarrolló una esponja de carbono aerogel ultraligera utilizando nanómetros y grafeno, con una densidad de 0,16 mg por centímetro cúbico, que es aproximadamente 1/7 de la densidad. de aire. Rompiendo el récord del material más ligero del mundo.