Aerogéis e suas Principais Aplicações

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Estrutura atômica (aerogéis)

Os aerogéis são materiais muito promissores que possuem uma estrutura nanométrica tridimensional interconectada. A obtenção destes materiais ocorre substituindo a fase líquida de um gel por gás, sem haver alteração na estrutura do gel.

Já que apresentam características únicas, estes materiais possuem diversas aplicações potenciais. Se exibe a seguir algumas aplicações atuais dos aerogéis e novas perspectivas para seu uso.

Supercapacitores

A elevada área superficial dos aerogéis favorece reações eletroquímicas pelo maior número de sítios reativos que possuem. Estas reações são desejáveis nos capacitores eletroquímicos, conhecidos também como supercapacitores.

Além disto, a incorporação de outros elementos também melhora o desempenho dos supercapacitores, melhorando as propriedades eletroquímicas dos materiais pela formação de um compósito. É possível obter um efeito ainda melhor incorporando elementos no aerogéis, já que devido a sua estrutura nanométrica, é possível se formar nanocompósitos de estrutura controlada que potencializam suas propriedades.

Dentre alguns exemplos de supercapacitores formados por aerogéis, estão os constituídos de dióxido de titânio (titânia), um material de baixo que não se enquadraria como supercapacitor em condições normais, mas apenas como aerogel.

Isolantes Térmicos

A baixa condutividade térmica que os aerogéis possuem ocorre por evitar a transferência de calor por condução e por convecção. Há um aumento neste efeito quando são constituídos por sílica, que é um material mau condutor de calor.

Por conta desta propriedade, são exemplos de aplicação dos aerogéis de sílica os revestimentos, tais como os revestimentos de paredes e de dutos submarinos. Da mesma forma na construção civil, há um campo de aplicação para os aerogéis de sílica no lugar das tradicionais espumas para isolamento térmico.

Por outro lado, há aplicações mais sofisticadas incluem aplicações aeroespaciais como revestimentos de equipamentos para missões aeroespaciais, algo vantajoso por conta da baixa densidade destes materiais.

Fotocatalisadores e Aplicações Ópticas

O desempenho de fotocalisadores, células solares e revestimentos autolimpantes se relaciona com a capacidade de absorção de luz do material. A respeito desta capacidade de absorção, valores elevados são atingidos no uso de materiais na forma de aerogéis, já que possuem uma nanoestrutura única. É possível controlar sua a estrutura destes materiais durante a síntese e realizar dopagens com outros elementos para potencializar a absorção de luz.

Assim como a já mencionada titânia ganha espaço em supercapacitores, também é um material estudado para aplicações em fotocatálise na forma de aerogel. Uma das aplicações que está sendo estudada é para tratamento de água poluída utilizando aerogéis de titânia pura e dopada com cobalto para a fotocatálise.

Aplicações Biomédicas

Biomateriais para substituição de tecidos e órgãos humanos danificados podem ser formados por aerogéis à base de polímeros naturais, por conta da biocompatibilidade e biodegradabilidade destes materiais. Da mesma forma que as cerâmicas, os polímeros podem ser precursores para aerogéis, mantendo as mesmas características da nanoestrutura dos que utilizam cerâmicas como precursores.

Veja também:

https://blog.meuguru.net/aerogeis-caracteristicas

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