Vad är det mest Diffusa Solid?

August 24

De diffusa fasta är aerogel, skapade genom att utsätta en konventionell gel till superkritisk torkning. Superkritisk torkning tillåter vätskan som skall extraheras från gelén utan att kollapsa gelén matris på grund av kapillärverkan. Superkritisk torkning kräver en hög temperatur (705 ° F, 374 ° C) och tryck (219 atmosfärer). Det tvingar vätskan att gå in ett tillstånd som inte kan särskiljas från en gas eller vätska (en superkritisk vätska), värmer sedan upp den och bringar den att omvandla till en gas. Den kapillärverkan förhindras genom att undvika en direkt vätske-till-gas övergången, som i förångning. Aerogel uppfanns av Steven Kistler 1931, enligt uppgift som en del av en satsning med sin vän för att se vem som kunde utvinna vätskan från sylt samtidigt bevara dess volym.

Aerogel är en märklig material. Smeknamnet "fryst rök" för sitt utseende, är aerogel oerhört diffus, tillverkad av 99,8% luft. Dess densitet är bara tre milligram per kubikcentimeter (3 kg per kubikmeter), 0,3% vattnets densitet. Aerogel är 3780 gånger mer diffus än bly. Silicon aerogel är med i en otrolig 15 poster i Guinness rekordbok, inklusive mest diffusa solida och bästa termisk isolator. Aerogel har nyligen använts av NASA på ett uppdrag av sonden Stardust för att fånga små bitar av kometen Wild 2.

Trots sin låga densitet, kan aerogel lätt hanteras. Full av 100 nanometer hål, den har en enorm yta, vilket gör den idealisk för superkondensatorer. Aerogel är en sådan fantastisk termisk isolator som ett tunt lager av det kan skydda matcher från att antändas av en blåslampa. Dess höga isoleringsförmåga har orsakat den som ska föreslås för användning i rymddräkter och för militär rustning.

Aerogel kan göras med hjälp av olika utgångsmaterial, inklusive kisel, aluminiumoxid, kromoxid, tennoxid, och på senare tid, kol. Använda kolnanorör, har material forskare skapat en aerogel kallas kol nanofoam, som bara har en% densiteten för tidigare framställda aerogeler, med endast ett fåtal gånger luftens densitet. Carbon nanofoam är verkligen den mest diffusa fast.