Le caratteristiche
In chiave moderna, e grazie alla ricerca nanotecnologica, l'aerogel è un “gel” di diossido di silicio normalmente ottenuto mediante il procedimento del “sol-gel” e successivamente disidratato in condizioni supercritiche. Tali processi danno luogo ad una matrice solida tridimensionale, amorfa, di particelle di SiO² con diametro medio pari a 10 nm e nanopori aperti da 1 a 100nm (un nanometro è un milionesimo di millimetro).
La struttura che si ottiene, particolarmente porosa, conferisce agli aerogel eccezionali doti di leggerezza ( 97% di aria con punte del 99%) e di isolamento termico: l'aerogel, ad oggi, è il solido più leggero mai concepito pesando circa 3 volte l’aria.
Di fatto gli aerogel manifestano proprietà più vicine a quelle di un gas che a quelle di un solido. La propagazione del suono ad esempio mostra una velocità ridottissima ( 100 m/s) , tra le più basse in un solido. La conducibilità termica tipicamente si aggira intorno ai 0,013 W/m°K a pressione atmosferica e fino a 0,004 W/m°K a 0,05 atm.
Le proprietà meccaniche possono, solo per alcuni aspetti, essere assimilate al vetro; l'aerogel è pertanto estremamente resistente, ma al contempo fragile: può infatti sostenere una massa di 1000 volte il suo peso, ma rompersi per errata manipolazione.
Proprietà | Valore |
---|---|
Densità Apparente | 3-35 Kg/m3 |
Area superficiale interna | 600-1000 m2/g |
% solido | 0.13-15% |
Diametro principale medio dei pori | ~20 nm |
Diametro medio delle particelle primarie | 1-10 nm |
Indice di rifrazione | 1-1.05 |
Conducibilità termica | 0.017-0.0042 W/mK |
Tolleranza termica | fino a 500°C |
Coefficiente di dilatazione termica | 2-4 x 10-6 |
Modulo di Poisson | 0.2 |
Modulo di Young | 106-107 N/m2 |
Resistenza a trazione | 16 kPa |
Costante dielettrica | 1.1 |
Velocità del suono nel mezzo | 100 m/s |
Principali proprietà Aerogel