Aerogel

Aerogel er et nanoteknologisk porøst faststof med verdens laveste massefylde. Aerogel består af og fremstilles af f.eks. en silicium- eller kulstof-baseret substans og porerne indeholder en eller anden gas. Aerogel består f.eks. af 99,8% atmosfærisk luft og er et stift nanoskum med en typisk massefylde på 3 mg per cm³, hvilket er det samme som 3 kg/m³.

Det vil flyde opad i ren xenon- eller radongas ved 101,325 kPa/m (=1 atm.), da det pt. letteste aerogels massefylde kun er 2–3 gange atmosfærisk lufts massefylde. Det har fået øgenavnene frossen røg eller blå røg.

Aerogel ser blåligt ud, fordi siliciumdioxyd spreder elektromagnetiske bølger med korte bølgelængder, meget ligesom himlens luft i dagtiden. Fænomenet kaldes Rayleigh-spredning. Aerogel føles som hårdt plastskum.

Egenskaber

Silicium-baseret aerogel har mange interessante egenskaber:

• Høj dendritisk struktur
• Ekstremt lav varmeledningsevne (ca. 0,0135–0,017 W/mK), hvilket giver aerogel dens utrolige varmeisolationsegenskaber.
• Et smeltepunkt på 1.200 °C.
• Et indre overfladeareal på op til 1.000 m²/g.

Indtil 2011 havde aerogel 15 rekorder i Guinness Rekordbog for materialeegenskaber, hvilket omfatter bedste isolator og laveste massefylde. Aerogel kan belastes med indtil 4.000 gange sin egen vægt uden at falde sammen.

Aerogel blev første gang skabt af Steven Kistler i 1931.

Anvendelser

Hvem kommer først med at lave (næsten) lufttomt aerogel til luftfartøjer, selvfølgelig med lavere massefylde end luft? Der er faktisk lavet aerogel med helium som gas, der er lettere end luft.

Det forventes at kulstofbaseret aerogel kan anvendes i kondensatorer (navngivet ultrakondensator og aerokondensator) med en kapacitet på op til 40 farad per cm³. Energitætheden i dem kan være stor og de kan holde energien i uger.

Pga. aerogels gode stødabsorptionsegenskaber vil man kunne lave bedre styrthjelme med det.

Det vil kunne anvendes til at isolere boliger, køleskabe, frysere eller måske luftfartøjer og rumfærger. ^[1]

Se også

• Carbon-nanoskum
• xerogel

Kilder/referencer

• Aerogels: Much Ado About 'Nothing'. by Douglas Page©1998. Aerogels have been called potentially the most useful substances ever created Arkiveret 19. juni 2005 hos Wayback Machine Citat: "...Aerogels have amazing thermal properties. A flower, resting on a cracker-sized aerogel disk, is unaffected by a torch burning blue 1 cm below...Silica aerogels, known for being extremely lightweight solids (down to <0.005 g/cm3), are excellent for applications requiring thermal insulation, high temperature stability, low dielectric constants and extremely high surface area. These aerogels, resembling smoke or fog (they have been called "frozen smoke), attracted international attention in the early 1990s after Livermore scientists created a silica aerogel 10 times less dense than the previous lightest version...They were first discovered in 1931 by physicist Steven S. Kistler of the College of the Pacific, Stockton, CA..."
• The Frontier – Aerogels: Their History, Structure, and Applications
• Another LBL article covering the development of aerogels Arkiveret 18. juli 2005 hos Wayback Machine

Eksterne henvisninger

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til Aerogel

• Nasa photos of aerogel.
• Aerogel FAQ at NASA JPL
• Reframe Arkiveret 23. november 2013 hos Wayback Machine er et EU projekt om "New Window Framing Technologies for Aerogel & other Highly Insulating Glazing" med bl.a.a. DTU med i projektet