aerogel
Gel in cui la sostanza occlusa è aria o altro gas. La preparazione di un a. si realizza eliminando la fase liquida contenuta in un gel: ciò che rimane è una matrice solida, avente stesse dimensioni e forma del gel di partenza, nella quale il liquido è stato sostituito dall’aria. L’eliminazione del liquido, tuttavia, non può essere eseguita per semplice essiccamento, altrimenti la matrice solida collasserebbe, con conseguente rottura o diminuzione della porosità. Essa si può invece realizzare portando il liquido in condizioni supercritiche e diminuendo lentamente la pressione esterna. In tali condizioni il fluido abbandona il gel senza che vi sia una separazione di fase liquido-vapore, che è probabilmente all’origine degli effetti negativi del semplice essiccamento.
Gli a. sono tra i materiali più leggeri mai concepiti, essendo costituiti, in media, per il 95% da aria e solo per il 5% dalla matrice solida. La loro densità è pari comunemente a ca. 0,1 g/cm3, ma in alcuni casi si è riusciti a raggiungere un valore di circa 0,003 g/cm3.
Gli a., inoltre, sono efficientissimi isolanti termici. Il coefficiente di conducibilità termica vale generalmente meno di 0,02 W/m · K alla pressione atmosferica e meno di 0,01 W/m · K alla pressione di 0,1 bar. Gli a. hanno di conseguenza notevole interesse per l’impiego negli impianti frigoriferi. Un obiettivo di rilevante interesse tecnologico consiste nella preparazione di a. completamente trasparenti alla luce visibile, che potrebbero efficacemente sostituire i vetri delle finestre riducendo in misura notevole la dispersione energetica dagli ambienti chiusi.
Grazie alla loro elevatissima porosità, gli a. sono in grado di catturare efficacemente gas e particelle sospese e per questo sono stati impiegati nella cattura di particelle cometarie e polvere cosmica.