Quel est le solide le plus diffus?
Les solides les plus diffus sont les aérogels, créés en soumettant un gel conventionnel à un séchage supercritique. Le séchage supercritique permet d'extraire le liquide du gel sans effondrer la matrice du gel en raison de l'action capillaire. Le séchage supercritique nécessite une température élevée (374 ° C) et une pression élevée (219 atmosphères). Il force le liquide à entrer dans un état indiscernable d'un gaz ou d'un liquide (un liquide supercritique), puis le réchauffe et le transforme en gaz. L'action capillaire est empêchée en évitant une transition directe liquide-gaz, comme lors de l'évaporation. L'aérogel a été inventé par Steven Kistler en 1931, dans le cadre d'un pari avec son ami pour savoir qui pourrait extraire le liquide de la confiture tout en préservant son volume.
Les aérogels sont un matériau remarquable. Surnommé "fumée congelée" pour son apparence, l'aérogel est extrêmement diffus, composé à 99,8% d'air. Sa densité n'est que de 3 milligrammes par centimètre cube (3 kg par mètre cube), soit 0,3% de la densité de l'eau. L'aérogel est 3780 fois plus diffus que le plomb. L'aérogel de silicium figure dans un nombre incroyable de 15 entrées dans le livre des records Guinness, notamment le plus isolant solide et le meilleur isolant thermique. Airgel a récemment été utilisé par la NASA dans le cadre d'une mission de la sonde Stardust pour capturer de petits morceaux de la comète Wild 2.
Malgré sa faible densité, l'aérogel peut être facilement manipulé. Doté de trous de 100 nanomètres, il possède une très grande surface, ce qui le rend idéal pour les supercondensateurs. L'Aerogel est un isolant thermique tellement fantastique qu'une fine couche peut empêcher les allumettes d'être enflammées par un chalumeau. Ses capacités d’isolation élevées ont fait qu’il a été proposé pour une utilisation dans des combinaisons spatiales et des blindés militaires.
L'aérogel peut être fabriqué à l'aide de divers matériaux de départ, notamment le silicium, l'alumine, l'oxyde de chrome, l'oxyde d'étain et, plus récemment, le carbone. En utilisant des nanotubes de carbone, les scientifiques spécialistes des matériaux ont créé un aérogel appelé nanofoam de carbone, qui ne représente que 1% de la densité des aérogels précédemment produits, mais dont la densité est de quelques fois supérieure à celle de l'air. La nanofoam de carbone est vraiment le solide le plus diffus.