Aerogel, um dos materiais mais leves e menos densos do mundo
(Fonte da imagem: NASA - JPL)
A descoberta do aerogel começou com uma pequena brincadeira
entre dois cientistas. Desafiado pelo colega Charles Learned, o engenheiro
químico Steven Kistler apostou que conseguiria substituir a água existente em
uma gelatina por algum gás, sem fazer com que o volume dela diminuísse.
O primeiro artigo de Kistler sobre o assunto foi publicado
na revista Nature em 1931. Mas, infelizmente, o autor morreu pouco tempo antes
de o mundo começar a se interessar pelo seu invento. Faz pelo menos 20 anos que
o mundo começou a dar a devida atenção ao aerogel, que já foi utilizado até
mesmo em missões espaciais.
Mas afinal, o que o aerogel tem de tão especial?
Características do aerogel
Quando olhamos para fotos e vídeos do aerogel, fica difícil
não imaginar que aquele material tenha saído de um filme de ficção científica.
Para começar, ele tem uma aparência translúcida, de cor um pouco azulada.
Porém, se posicionado contra a luz, ele fica alaranjado. Além disso, o material
pode ser manipulado para que se torne totalmente transparente.
Apesar do nome, o aerogel é bastante rígido. O material leva
esse nome porque é feito a partir de géis, normalmente de sílica. Em um
processo conhecido como secagem supercrítica, os cientistas conseguem extrair a
porção líquida do gel, substituindo-a por gases.
Graças a esse processo, o aerogel ficou conhecido como um
dos materiais menos densos e mais leves do mundo todo: 99,8% dele é composto de
espaços que aparentam estar vazios, mas que estão repletos de ar.
Alta resistência
2 gramas de aerogel são capazes de aguentar um tijolo de 2,5
kg (Fonte da imagem: NASA - JPL)
O aerogel possui uma estrutura muito forte, podendo aguentar
até 4 mil vezes o seu próprio peso. Curiosamente, ao mesmo tempo o material
pode ser facilmente quebrado. Ao pressionar um pedaço de aerogel com um pouco
de firmeza, uma depressão será causada permanentemente na peça. Se for
empregado um pouco mais de força, o aerogel pode se estilhaçar, como o vidro de
um carro.
Absorção de líquidos
O aerogel é um dessecante muito forte, isto é, ele pode
absorver água e outros líquidos em velocidade e quantidade espantosas. Quem
trabalha com a manipulação desse material por períodos prolongados de tempo
deve, inclusive, usar luvas, caso contrário, alguns pontos da pele acabam secos
e quebradiços.
Depois de absorver água, a estrutura do aerogel sofre
modificações e o material acaba se deteriorando. Porém, com o devido tratamento
químico, o aerogel pode ser transformado em um material hidrofóbico, ou seja,
que repele a água. Dessa forma, por mais que ele sofra algum tipo de rachadura,
ele não será tão suscetível à absorção de líquidos.
Isolamento térmico
O aerogel impede que a flor seja queimada pela chama (Fonte
da imagem: NASA - JPL)
Graças à sua composição, o aerogel praticamente anula os
três métodos de condução de calor: condução (via sólidos), convecção (via
fluídos) e radiação (por luz, por exemplo). Essa é uma das características mais
importantes do material, que chega a ser 39 vezes mais isolante do que a melhor
fibra de vidro térmica que existe atualmente.
A razão por trás dessa propriedade vem do fato de que o
aerogel é composto, basicamente, por gases, e estes são conhecidos por
possuírem baixa condutividade de calor. Na imagem acima, é possível ver como a
chama do maçarico não chega a danificar a flor posicionada acima do aerogel.
Diferentes “sabores”
Aerogéis podem ser produzidos com diferentes materiais
(Fonte da imagem: Aerogel.org)
É importante notar que, apesar de o aerogel ser normalmente
feito com sílica gel, ele também pode ser produzido a partir de outras
substâncias, como carbono e óxido de alumínio. A condutividade térmica, assim como
as outras propriedades, varia de acordo com o material usado na fabricação do
aerogel.
Usos práticos do aerogel
Comercialmente, o aerogel já foi utilizado como isolante
térmico em claraboias e sacos de dormir usados por exércitos militares. Além
disso, também serve como revestimento interno no solado de calçados usados para
caminhar sobre a neve.
Pesquisas também indicam que, de acordo com o tratamento
dispensado durante a produção do aerogel, ele pode ser utilizado para a limpeza
de manchas de óleos em oceanos e outras águas.
A NASA chegou a usar o material para coletar poeira espacial
com a sonda Stardust. Essas partículas evaporam quando se chocam contra sólidos
e atravessam livremente nuvens de gases, mas puderam ser capturadas com o
aerogel. Além disso, a agência norte-americana também usou o invento como
isolante térmico no veículo Mars Rover e em trajes espaciais usados pelos
astronautas.
Até mesmo a fabricante de raquetes Dunlop já usou o aerogel
em alguns modelos desenvolvidos para tênis e squash. As possibilidades de uso
continuam a ser promissoras e, no futuro, esse tipo de material poderá ser
usado também para armazenar hidrogênio em veículos que usem esse tipo de gás
para se locomover.
Outra aplicação do material diz respeito aos computadores.
Com a diminuição do tamanho físico dos chips, os sinais que trafegam dentro
deles podem acabar interferindo uns com os outros. Porém, o aerogel poderia ser
usado como isolante entre esses diversos sinais. Dessa forma, os chips poderiam
se tornar menores e ganhar mais desempenho.
SeaGel, um novo recordista!
Durante muito tempo, o aerogel foi considerado o sólido
menos denso do mundo. Mas, recentemente, um novo recorde foi batido com um
concorrente de pouco peso: o SeaGel, uma espécie de aerogel produzido a partir
de ágar-ágar, substância gelatinosa extraída de algumas espécies de algas.
Além de também funcionar como um isolante térmico e de ser
ainda mais leve e menos denso do que o aerogel de sílica, o SeaGel guarda uma
outra vantagem na manga: é comestível!
Fonte: http://www.tecmundo.com.br/curiosidade/11504-aerogel-material-leve-como-o-ar-e-forte-como-o-aco.htm
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