AÉROGEL

Ce matériau miracle du 21ème siècle, aussi appelé "frozen smoke" ou fumée solide, pourrait protéger votre maison contre les déflagrations de bombe, étencher des mappes d'huile et même aider l'homme à aller sur Mars. L'Aérogel, un des plus léger solide existant sur Terre, peut tenir face à une déflagration de 1kg de TNT et même protéger du feu d'une torche au-delà de 1300C.
L'aérogel est composé de 99,8 % d'air avec une densité de 3 mg/cm³, ce qui en fait le solide le plus léger connu. Il est presque complètement transparent et au toucher, fait penser à du polystyrène. Le presser légèrement ne laisse aucune marque, le presser plus fortement laisse un creux permanent. En le pressant fort, sa structure éparse s'écroule brutalement, il se brise comme du verre.

Malgré le fait qu'il soit enclin à se disperser, il est capable de supporter plus de 2000 fois son poids. Cette capacité est due à sa microstructure dendritique, avec des particules sphériques d'une taille moyenne de 2 à 5 nm fusionnées en groupe, formant une structure tridimensionnelle hautement poreuse de chaînes (en forme de fractales) avec des pores mesurant moins de 100 nanomètres. La taille et la densité moyenne des pores peuvent être ajustées lors de la fabrication.

L'aérogel est un isolant remarquable, car il stoppe presque complètement trois méthodes de propagation de chaleur (la conduction thermique, la radiation thermique ou la convection). C'est un bon inhibiteur convectif, car l'air ne peut pas circuler à travers le maillage de la structure. L'aérogel en silice est un bon isolateur conductif grâce à la silice qui est un pauvre conducteur de chaleur. D'un autre côté, l'aérogel métallique est un meilleur conducteur de chaleur. L'aérogel en carbone est un bon isolant de radiations, car le carbone absorbe les rayonnements infrarouges qui transfèrent la chaleur. L'aérogel le plus isolant est celui en silice, avec du carbone ajouté. Il est possible d'améliorer encore les capacités isolantes des aérogels en les vidant partiellement de leur air (moins de 0,01 atm).

À cause de sa nature hygroscopique, l'aérogel est sec au toucher et il assèche. Comme il est principalement composé d'air, il apparaît semi-transparent. Sa couleur est due à la diffusion Rayleigh de la plus petite longueur d'onde de la lumière visible par la taille en nanomètres de la structure de dendrite. C'est à cause de cela qu'il apparaît bleuté lorsqu'il se situe devant une surface sombre, et blanchâtre devant une surface claire.

Des expériences ont été menées pour fabriquer de l'aérogel en impesanteur (en utilisant le vol parabolique). Il est alors complètement transparent.

Les aérogels sont à la base hydrophile, mais le traitement chimique de leurs surfaces peut les faire devenir hydrophobe.

Voici deux vidéos présentant l'aérogel :



On peux purifier l'eau salée avec un aérogel à base de carbone :