Co je nejrozsáhlejší pevná látka?
Nejvíce rozptýlené pevné látky jsou aerogely vytvořené podrobením konvenčního gelu superkritickému sušení. Supercritické sušení umožňuje kapalinu extrahovat z gelu bez kolapsu gelové matrice v důsledku kapilárního působení. Superkritické sušení vyžaduje vysokou teplotu (705 ° F, 374 ° C) a tlak (219 atmosfér). Přinutí kapalinu vstoupit do stavu nerozeznatelného od plynu nebo kapaliny (superkritická kapalina), poté ji zahřeje a způsobí, že se promění v plyn. Kapilárnímu působení je zabráněno tím, že se zamezí přímému přechodu kapalina-plyn, jako je tomu u odpařování. Airgel byl vynalezen Stevenem Kistlerem v roce 1931, údajně jako součást sázky se svým přítelem, aby viděl, kdo může extrahovat tekutinu z džemu a přitom si zachovat svůj objem.
Aerogely jsou pozoruhodný materiál. Přezdívaný „mražený kouř“ pro svůj vzhled je aerogel velmi rozptýlený, vyrobený z 99,8% vzduchu. Jeho hustota je pouze 3 miligramy na krychlový centimetr (3 kg na metr krychlový), 0,3% hustota vody. Aerogel je 3780krát více rozptýlený než olovo. Křemíkový aerogel je uveden v neuvěřitelných 15 položkách v Guinessově knize rekordů, včetně nejrozsáhlejšího pevného a nejlepšího tepelného izolátoru. Airgel nedávno použila NASA na misi sondy Stardust k zachycení malých kusů komety Wild 2.
Navzdory nízké hustotě lze s aerogelem snadno manipulovat. Je protkán otvory o průměru 100 nanometrů a má velkou plochu povrchu, takže je ideální pro superkondenzátory. Airgel je tak fantastický tepelný izolátor, že jeho tenká vrstva může chránit zápalky před zapálením hořákem. Jeho vysoká izolační schopnost způsobila, že byl navržen pro použití v kosmických oblecích a pro vojenské brnění.
Aerogel může být vyráběn s použitím různých výchozích materiálů, včetně křemíku, aluminy, chromu, oxidu cínu a v poslední době uhlíku. Pomocí uhlíkových nanotrubic vědci materiálů vytvořili aerogel zvaný uhlíkový nanofoam, který má pouze 1% hustoty dříve vyrobených aerogelů, s jen několikrát větší hustotou vzduchu. Uhlíkový nanofoam je skutečně nejrozsáhlejší pevná látka.