Aerogel

Sebuah batu bata seberat 2,5 kg ditopang oleh sebuah aerogel seberat hanya 2 gram.

Aerogel adalah zat berdasar-silikon dan merupakan benda padat kepadatan-terendah dunia. Dia terbentuk dari 99,8% udara dan foam yang kaku dengan kepadatan 3 miligram per cm³. Versi terbaru dan teringan dari zat ini memiliki berat hanya 1,9 mg per cm³, dan diproduksi oleh Lawrence Livermore National Laboratory. Dia dijuluki frozen smoke atau blue smoke.

Dia tampak kebiruan karena silikon dioksida menyebarkan panjang gelombang yang pendek dari cahaya sama seperti udara di langit di siang hari. Berlawanan dengan penampilannya yang kosong ("diaphanous"), dia sekeras foam plastik bila dipegang.

Aerogel memiliki sifat yang menarik:

• memiliki struktur dendritik yang tinggi
• konduktivitas thermal yang sangat rendah (kira-kira 0.017 W/mK), yang memberinya sifat insulatif yang luar biasa.
• titik leleh 1.200 °C

Aerogel memegang 15 posisi di Buku rekor Guinness untuk sifat material, termasuk insulator terbaik dan benda padat kepadatan-terendah. Aerogel dapat menopang benda yang beratnya 2000 kali lebih berat dari dirinya tanpa terguling.

Aerogel pertama kali diciptakan oleh Steven Kistler pada 1931.

Aerogel dapat dibuat dari banyak jenis material; Kerja Kistler termasuk aerogel yang terbuat dari silika, alumina, chromia, timah, dan karbon.

Sebuah demonstrasi sifat insulasi aerogel.

Produksi

Aerogel dibuat dengan mengeringkan sebuah gel yang terdiri dari silika koloid dalam sebuah lingkungan yang ekstrem. Ilmuwan mulai dengan alkohol cair seperti ethanol dan mencampurnya dengan sebuah prekursor silikon alkoksida untuk membentuk sebuah gel silikon dioksida (gel silika). Kemudian, melalui sebuah proses yang disebut pengeringan superkritikal, alkohol disingkirkan dari gel. Biasanya hal ini dilakukan dengan cara menukar etanol dengan karbon dioksida cair dan kemudian membuat karbon dioksida berada di atas titik kritis. Hasil akhir menghilangkan seluruh cairan dari gel dan menggantikannya dengan gas, tanpa membuat struktur gel rusak atau berkurang volumenya.

Produksi komersial dari selimut aerogel dimulai sekitar tahun 2000. Selimut ini adalah sebuah komposit silica aerogel dan penguatan menggunakan fiber yang mengubah aerogel yang mudah pecah menjadi sebuah bahan yang "durabel" dan fleksibel. Sifat mekanika dan termal dari produk ini bervariasi sesuai dengan pilihan fiber penguatnya, matriks aerogel, dan aditif opasifikasi yang digunakan dalam komposit. Salah satu produsen dari komposit aerogel dapat ditemukan di pranala di bawah.

Lihat pula

• Gel
• Sol gel
• Hydrogel
• Xerogel

Pranala luar

• Nasa photos of aerogel.
• Lawrence Berkeley National Laboratory page on the Thermal Properties of Silica Aerogels
• Another LBL article covering the development of aerogels
• Aerogel FAQ at NASA JPL
• Aspen Aerogels, a manufacturer of flexible, durable aerogel blanket materials