Aerogelul

Nebanuite sunt caile progresului tehnologic. Pentru omul obisnuit, cu acces aproape nelimitat la informatie, dar cu interes de multe ori scazut pentru acest domeniu, tehnologia se rezuma adesea la dezvoltarea domeniilor de tipul informaticii, al comunicatiilor, al medicinei, al bioingineriei sau al energiilor alternative. O ramura tehnologica extrem de importanta, insa, si care a atras de ceva timp atentia cercetatorilor, este si tehnologia materialelor, taram al unor descoperiri nu tocmai frecvente, dar esentiale in virtutea progresului general.

Materialele compozite sau cele obtinute prin diferite procedee tehnologice au dus, in mai putin de un secol, la o adevarata revolutie, adaugand betonului, metalelor si lemnului o sustinere nebanuita in industria constructiilor, a masinariilor si a dispozitivelor cele mai diverse. In perioada anilor ’30 ai secolului XX a aparut bachelita, obtinuta dintr-o rasina sintetica; peste o jumatate de secol a venit randul fibrei de carbon, pentru ca anii ’90 sa marcheze noua era a siliconul.

Un material miraculos a fost dezvoltat în anul 2007, este vorba de realizarea unui nou material, denumit aerogel, sau “fum inghetat”, unul dintre cele mai uşoare materiale solide din lume, despre care savantii cred ca va revolutiona mersul multor domenii de activitate. Aerogel poate proteja incintele de explozii (suportă, fără să păţească nimic, o explozie de 1 kilogram de dinamită), de flăcări (până la temperaturi de 1300 de grade Celsius!), poate absorbi deversările de petrol.

Aerogel – materialul viitorului

Totusi, chiar daca numai recent a fost adus in atentia publica, conceptul care sta la baza acestui material extrem de apreciat, nu este unul nou. Primul care a incercat sa creeze aerogelul a fost chimistul american Steven Kistler, in 1931, in urma unui pariu excentric facut cu un coleg de bransa, in incercarea de a inlocui lichidul dintr-un jeleu, cu gaz, fara a modifica proportiile initiale ale gelului. Kistler a incalzit jeleul, a evaporat apa si celelalte componente lichide din structura sa si a introdus in locul lor metanol. A inventat astfel un precursor al actualului aerogel, un soi de fum inghetat, ultrausor si foarte rezistent in raport cu densitatea sa. Totusi, din pricina costurilor foarte ridicate necesare producerii acestui material, nimeni nu a fost atras de inovatie, iar reusita va fi data uitarii pentru mai multe decenii.

Saptezeci de ani mai tarziu, in anul 2000, oamenii de stiinta din cadrul NASA au pus bazele unui proiect care necesita utilizarea unui material foarte usor si in acelasi timp foarte rezistent din punct de vedere termic, dar care nu exista propriu-zis. Acest eveniment readuce in scena vechea descoperire a lui Kistler, pe care cercetatorii americani o studiaza amanuntit si o perfectioneaza. Ei adauga “fumului inghetat” oxid de aluminiu si siliciu si inlocuiesc inflamabilul metanol cu bioxid de carbon. Acest lucru a dat aerogelului de astazi aspectul unei bucati de sticla, cu un interior “aerat”, abundent in bule. In ciuda denumirii, este vorba despre un material perfect uscat, total diferit de gelul clasic, foarte elastic si extrem de rezistent la socuri si variatii mari de temperatura. Aerogelul este un izolator termic remarcabil, pentru ca reduce aproape de anulare cele trei cai de transfer ale caldurii, convectia, conductia si radiatia.

Desi, la origine, materialul este hidrofil, prin intermediul unui tratament chimic, el poate fi convertit la hidrofobie; se topeste numai la temperaturi de peste 1200 grade Celsius, are o conductibilitate apropiata de zero si este considerat materialul solid cu cea mai mica densitate posibila, continand aer in proportie de 99,8%. Un centimetru cub din aerogel cantareste 3 miligrame, putin mai mult decat aerul, iar dimensiunea totala a golurilor din interiorul sau este similara cu cea a unui teren de fotbal, aproximativ 7000 metri patrati. Mai mult de atat, un burete de aerogel de numai doua grame poate sustine greutatea unei caramizi de 2.5 kilograme.

Pana acum, inginerii i-au gasit acestui material intrebuintari in izolarea conductelor de petrol, iar cizmarii in confectionarea branturilor pentru incaltaminte. Alpinista britanica Anne Parmenter a escaladat muntele Everest fiind incaltata cu ghete captusite cu un strat subtire de aerogel. Declaratia sa de dupa expeditie a sunat astfel: „Singura problema a fost ca mi-era foarte cald la picioare, ceea ce, de fapt, nu este o problema atunci cand esti alpinist”. De asemenea, compania Hugo Boss a testat si ea calitatile aerogelului pentru o linie de geci de iarna, dar acestea au fost rapid retrase din circulatie, deoarece cumparatorii s-au declarat incomodati de faptul ca erau mult prea calduroase.

Promisiunea unei lumi mai bune

Acestea sunt, insa, numai cateva exemple sarace ale posibilitatilor de intrebuintare a aerogelului. Specialistii considera ca potentialul materialului este aproape nelimitat, fiind de parere ca s-ar putea gasi aplicatii ale acestuia in majoritatea domeniilor si activitatilor umane. Pentru ca absoarbe complet radiatiile infrarosii, el va permite construirea unor cladiri sau incinte care sa permita accesul luminii solare in interiorul lor, fara a tolera insa si schimbarile termice. Inserarea unui strat de aerogel in peretii exteriori ai caselor si in compozitia gemurilor ferestrelor, ne va scapa atat de caldura torida a verii si de figul sezonului rece, cat si de aparatura electrocasnica mare consumatoare de energie electrica, asa cum sunt aparatele de aer conditionat. Este lesne de intuit ca montarea unui acoperis transparent ce permite patrunderea intregului spectru de lumina fara vreun pic de caldura va reprezenta un salt urias din punct de vedere al eficientei energetice.