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.
Devido a esta estrutura única, os aerogéis possuem propriedades físicas e químicas únicas em comparação a outros materiais. A compreensão destas propriedades é fundamental para o uso destes materiais nas mais diversas aplicações.
Elevada Porosidade
Como os aerogéis têm sua estrutura preenchida por um gás, estes materiais possuem um grande percentual de vazios em sua estrutura. Este percentual de vazios pode ser da ordem de 99%, assim os aerogéis possuem elevada porosidade.
Baixa Densidade
Já que possuem alta porosidade, a densidade dos aerogéis também é muito baixa, geralmente menor do que 0,5 g/m³. Apesar da elevada porosidade e da baixa densidade, este material se apresenta rígido e é muito forte estruturalmente, podendo haver falha da sua estrutura apenas sob elevadas pressões.
Baixa Condutividade Térmica
Os aerogéis são isolantes térmicos muito eficientes, já que pode anular tanto a transferência de calor por condução quanto por convecção. Sua estrutura composta quase que unicamente por gases é responsável por esta propriedade, já que gases são maus condutores de calor.
Grande Área Superficial
A área superficial elevada dos aerogéis é uma consequência da sua estrutura nanométrica entrelaçada. Esta área superficial favorece reações químicas, por conta disto há aplicações de aerogéis como catalisadores.
Baixo Índice de Refração
Os aerogéis possuem índice de refração de valor baixo, de valor aproximadamente igual ao do ar. Novamente, esta propriedade pode ser explicada pela constituição do aerogel, já que é constituído principalmente por espaços vazios preenchidos por gás.
Estrutura de Tamanho Nanométrico
Os aerogéis possuem uma estrutura composta por nanopartículas, havendo a possibilidade de alterar sua forma por alterações no processo de síntese do material.
Aplicar um material com uma estrutura desta escala é interessante, pois mudanças drásticas ocorrem nas propriedades químicas e físicas do material de origem ao se reduzir o tamanho das suas partículas. Estas mudanças potencializam algumas propriedades do material, seja por efeito dos fenômenos de superfície ou por efeitos quânticos.
Facilidade de Incorporação de outros Reagentes
Além de ser possível controlar detalhes da sua estrutura durante a sua síntese, também é possível adicionar elementos a esta estrutura facilmente. Estes elementos são adicionados como reagentes durante a síntese do aerogel, constituindo a nanoestrutura após a remoção do líquido na etapa de secagem.
Inserir elementos distintos em um material pode melhorar as suas propriedades físicas ou químicas, como ocorre nas ligas metálicas e nos materiais compósitos. No caso dos aerogéis que possuem estrutura nanométrica, é possível formar nanocompósitos que potencializam as suas propriedades.
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