Wat is de meest diffuse vaste stof?

De meest diffuse vaste stoffen zijn de aerogels, gemaakt door een conventionele gel aan superkritisch drogen te onderwerpen. Door superkritisch drogen kan de vloeistof uit de gel worden geëxtraheerd zonder de matrix van de gel in te klappen vanwege capillaire werking. Superkritisch drogen vereist een hoge temperatuur (705 ° F, 374 ° C) en druk (219 atmosfeer). Het dwingt de vloeistof om een ​​toestand in te voeren die niet van een gas of vloeistof (een superkritische vloeistof) te onderscheiden is, verwarmt het vervolgens en zorgt ervoor dat het in een gas verandert. De capillaire werking wordt voorkomen door een directe vloeistof-gasovergang te vermijden, zoals bij verdamping. Airgel werd uitgevonden door Steven Kistler in 1931, naar verluidt als onderdeel van een weddenschap met zijn vriend om te zien wie de vloeistof uit de jam kon halen met behoud van het volume.

Aerogels is een opmerkelijk materiaal. Bijnaam "bevroren rook" voor zijn uiterlijk, aerogel is extreem diffuus, gemaakt van 99,8% lucht. De dichtheid is slechts 3 milligram per kubieke centimeter (3 kg per kubieke meter), 0,3% de dichtheid van water. Aerogel is 3780 keer diffuser dan lood. Siliconen aerogel is opgenomen in een ongelooflijke 15 vermeldingen in het Guinness Book of Records, inclusief de meest diffuse solide en beste thermische isolator. Airgel werd onlangs gebruikt door NASA op een missie van de sonde Stardust om kleine stukjes van de komeet Wild 2 te vangen.

Ondanks zijn lage dichtheid kan aerogel gemakkelijk worden gehanteerd. Het is bezaaid met gaten van 100 nanometer en heeft een enorm oppervlak, waardoor het ideaal is voor supercondensatoren. Aerogel is zo'n fantastische thermische isolator dat een dunne laag ervan lucifers kan beschermen tegen ontbranding door een brander. Vanwege de hoge isolatiemogelijkheden is het voorgesteld voor gebruik in ruimtepakken en voor militaire bepantsering.

Aerogel kan worden gemaakt met behulp van een verscheidenheid aan uitgangsmaterialen, waaronder silicium, aluminiumoxide, chromia, tinoxide en meer recent koolstof. Met behulp van koolstofnanobuizen hebben materiaalwetenschappers een aerogel gemaakt, koolstofnanofoam genaamd, die slechts 1% de dichtheid heeft van eerder geproduceerde aerogels, met slechts een paar keer de dichtheid van lucht. Koolstof nanofoam is echt de meest diffuse vaste stof.