Naziv vsebine
najnižja toplotna prevodnost med vsemi trdnimi materiali;
odlična zvočna izolacija; ima zelo nizko prehodnost zvoka (~100 m/s);
odlična absorpcija energije, kar kaže na zmožnost zajemanja prašnih delcev visoke hitrosti v prostoru, kjer bi ta sicer penetriral skozi jeklo;
visoka specifična površina (tudi do 1500 m2/g);
ultra nizek indeks refrakcije za trden material (1.025), kar je približno enako indeksu refrakcije zraka;
ultra nizka dielektrična konstanta za trden materal (tudi < 1.1).
Ena najlažjih trdnih snovi
Aerogeli so, posplošeno povedano, ena najlažjih trdnih snovi, kar jih poznamo, obenem pa vsaj za zdaj eden najboljših izolacijskih materialov na našem planetu. To izjemnost jim omogoča njihova zgradba, ki jo odlikuje nešteto por in zato izredno velika površina.
Kot pove že ime, so sestavljeni večinoma iz zraka – ta zajema kar od 90 pa vse do 99,8 odstotka njihove zgradbe, z značilno gostoto od 3 do 150 mg na kubični centimeter. Zaradi številnih por so na dotik podobni peni. Na poliuretansko peno spominjajo tudi po videzu, le da so bistveno lažji. In še po nečem so drugačni, kar lahko opazi tudi laik: ko se jih dotaknemo in nanje rahlo pritisnemo, se površina ne vda pod pritiskom. Če pa pritisnemo močneje, nastane trajna vdolbinica. In če bi se odločili z vso močjo udariti po njih s kladivom, bi se razbili kot steklo – zaradi svoje redke in krhke sestave.
Kljub temu da jih lahko zdrobimo, pa so aerogeli zelo trdni. Podprejo oziroma nosijo lahko telesa, ki so več kot dva tisočkrat težja od njih. Tolikšno nosilno lastnost jim omogoča dendritna mikrostruktura, v kateri se krogelni delci s povprečno velikostjo od dva do pet nanometrov zlijejo skupaj v grozde. Ti grozdi tvorijo trirazsežno zelo luknjičavo zgradbo skoraj fraktalnih verig z luknjicami, manjšimi od 100 nanometrov. Pore imajo povprečno velikost deset nanometrov (1/100.000 premera človeškega lasu).
Higroskopičen in hidrofobičen
»Povprečno velikost in gostoto luknjic je mogoče nadzirati med proizvodnim procesom,« pojasnjuje prof. dr. Tatjana Rijavec, ki tudi razloži, da je aerogel trdna snov, podobna gelu, v kateri tekočinsko sestavino zamenja plin. Kar nastane, je trdnina z zelo majhno gostoto, ki ima več izrednih lastnosti, med njimi je najpomembnejša njena učinkovitost kot izolator. Imenovali so jo tudi zmrznjeni dim, trdi dim ali modri dim zaradi njene polprosojne narave. Na dotik je, kot že rečeno, podobna peni. Toda v naši skupinici, ki se je s tem materialom seznanjala v laboratoriju dr. Rijavčeve, je vsem povzročil občutek prašnosti.
»Zaradi higroskopne narave je aerogel suh na dotik in se obnaša kot močno sušilo,« pojasni dr. Rijavčeva. Pove, da so aerogeli sami po sebi hidrofilni, torej vpijajo vlago, vendar lahko s kemičnimi postopki postanejo tudi hidrofobni, jo odbijajo. Če vsrkajo vlago, se namreč lahko zaradi spremembe notranje zgradbe skrčijo in pokvarijo. Prav to dejstvo pa ob vseh presežnikih omejuje njihovo uporabo. Kako odpraviti hidrofobnost, je zato zelo aktualno raziskovalno vprašanje, ki mu tudi v Ljubljani namenjajo veliko pozornost. »Njihovo uničenje je mogoče preprečiti, tako da se jih pretvori v hidrofobno snov,« pojasnjuje dr. Rijavčeva.
