L'aérogel est un matériau de pointe qui détient 15 entrées dans le livre Guinness des records pour des propriétés telles que la densité du solide isolant plus bas et le meilleur. Il s'agit d'une substance à base de silice, constitué d'un réseau dendritique libre du atome de silicium. L'aérogel est construit délicatement enlever le liquide, généralement l'éthanol, à partir d'un alcogel silice, de la remplacer par rien d'autre que de l'air, ce qui représente 99,8% du produit final. Certains aérogels ont une densité aussi faible que 0,001 gramme par centimètre cube (0,0005 onces par pouce cube).
La sensation tactile de l'aérogel est semblable à celle de la mousse plastique dur. Son apparence physique est semi-transparent comme celui de brouillard solidifié, ce qui lui vaut le surnom de "fumée gelée". Aerogel brise facilement, le rendant impropre comme un isolant autonome pour les fenêtres, mais il peut prendre en charge jusqu'à 2000 fois son propre poids. Il est très coûteux en raison des produits chimiques et des processus qui sous-tendent sa fabrication, ce qui coûte moins de $ 300 par pouce cube (2,54 centimètres cubes), même si les prix sont en baisse. Différentes variétés de l'aérogel existent, avec des couleurs légèrement différentes et des points forts, en fonction des variations du processus de fabrication.
L'aérogel a été créé par Steven Kistler en 1931, mais ses applications ne sont pas vraiment réalisé jusqu'à ce que les années soixante et soixante-dix. Les années 1980 ont vu un renouveau dans le domaine des aérogels, avec des institutions de premier plan comme la NASA et Berkeley Labs travaille sur la recherche dans le domaine. Ils ont été considérés comme un remplacement pour la mousse de polyuréthane dans les réfrigérateurs, et comme isolant pour les fenêtres. L'aérogel a été utilisé dans les missions spatiales de la NASA pour attraper les particules de micrométéorites pour étude, sans endommager leur structure.
L'aérogel est produite par libération de toute l'eau à partir d'un gel de silice colloïdale sans perturber sa structure générale. Lorsque gels mourir sous des températures et des pressions normales, la tension de surface dans les minuscules pores du gel provoque une constriction de la structure et de se réduire à environ 10 fois son volume initial. Dans la fabrication de l'aérogel, un gel est placé dans un récipient de forte chaleur (280 ° C ou 536 ° F) et la pression (1800 livres par pouce carré, soit 1241 Newtons par centimètre carré). Cela provoque le liquide dans le gel d'entrer dans un état supercritique, ce qui permet une transition de phase de liquide à gaz sans le retrait d'accompagnement qui provoque une structure de gel fin à l'effondrement. Ce processus est connu sous le nom séchage supercritique. Au début, le processus a pris des jours pour créer aérogels, mais des améliorations ont comprimé le temps de séchage de quelques heures. Le processus est toujours une seule énergie-faim, ce qui entraîne des coûts élevés des aérogels.
Les aérogels vraiment être considéré comme un "matériau de l'ère spatiale,« un arrangement avancé de la matière sans analogue dans la nature. Il peut un jour être utilisé dans une large gamme d'applications de l'isolation du logement à de nouvelles formes d'œuvres d'art. Beaucoup de jeunes chercheurs se concentrent sur la substance, le mélange aérogel avec des additifs tels que le carbone pour augmenter ses propriétés isolantes, ou qui travaillent pour réduire la taille des pores de faire aérogel aussi transparent que possible. Il existe de nombreuses directions pour la recherche future et de nombreuses applications potentielles si cette recherche porte ses fruits.