Aerogel

Een baksteen van 2,5 kg staat op een stuk aerogel van slechts 2 gram.

Een bloem beschermd door aerogel

Aerogel is een poreus materiaal met een uiterst lage dichtheid. Het bestaat voor 95 tot 99,98% uit lucht en heeft een vaste, uiterst poreuze, dendritische structuur. Bij de meest bestudeerde aerogels wordt de structuur bepaald door silicium, maar er zijn ook aerogels op basis van metalen of koolstofverbindingen. Aerogel is doorzichtig en voelt poreus en sponsachtig aan. Silica aerogel heeft een smeltpunt van ongeveer 1200 °C.

Aerogel wordt gemaakt door een gel te drogen boven de kritische temperatuur van het oplosmiddel en een kritische druk. Deze gel bestaat uit silica in colloïdale vorm, gevuld met oplosmiddelen.

Door voortdurend onderzoek bereikt men een steeds lagere dichtheid van dit materiaal. Hiervan worden zelfs records bijgehouden in het Guinness Book of Records. In 2003 brak het Jet Propulsion Laboratory van NASA het record met een dichtheid van slechts 3 mg/cm³. Dat record werd hetzelfde jaar verbroken door wetenschappers van het Lawrence Livermore National Laboratory. Zij slaagden erin een aerogel te maken met een dichtheid van 1,9 mg/cm³. Inmiddels zijn dezelfde wetenschappers erin geslaagd de dichtheid te reduceren tot 1 mg/cm³, het huidige record.

Ter vergelijking: lucht heeft een dichtheid van 1,2 mg/cm³. De nieuwste versie van aerogel is dus lichter dan lucht. Maar omdat het aerogel wel gevuld is met lucht drijft of zweeft het niet.

De warmtegeleidingscoëfficiënt van Aerogel ligt rond de 0,011W/m-K

Toepassingen

In januari 2006 bracht de Stardust missie komeetstof naar de aarde terug, opgevangen in een blok aerogel. De donkere vlekjes in de gel zijn komeetstof. Courtesy NASA/JPL-Caltech

Aerogel is een goede isolator en wordt in ruimtesondes gebruikt om de elektronica tegen lage temperaturen te beschermen. Onder andere de Mars Pathfinder en de Mars Exploration Rovers maken hiervan gebruik. Aerogel isoleert dusdanig goed dat het zelfs nodig is om de elektronica te koelen in plaats van te beschermen tegen de kou.

Aerogel werd gebruikt bij de Stardustmissie om stof uit de staart van een komeet te verzamelen. De stofdeeltjes drongen hierbij met grote snelheid een stukje aerogel binnen, werden in de aerogel afgeremd en opgevangen. Stardust keerde half januari 2006 terug naar de aarde.

Externe links

• Stardust missie (Engels)

Mediabestanden

Zie de categorie Aerogel van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.