Aerojel

Aerojel

Aerojel, bir jelin içerisindeki sıvı bileşenin hava ile değiştirilmiş olan katı maddelerdir. Duman gibi görüntü verdikleri için Donmuş duman veya mavi duman diye de adlandırılırlar. İlk olarak Steven Kistler tarafından 1931 yılında silika jel kullanılarak oluşturuldular. Büyük oranda havadan oluşurlar. En önemli özellikleri arasında çok hafif ve çok yalıtkan olmaları gelir. Bu ve diğer özellikleri sebebiyle birçok alanda kullanıma girmişlerdir. 2011 yılında silika aerojeller 15 tane Guinness rekoru sahibiydiler. İzolasyon sektöründe aerojel ürünleri piyasası 2004'te 25 milyon dolarlık bir büyüklüğe sahipken, bu rakam 2013 yılında 20 katına çıkmış ve 500 milyon dolar seviyesine ulaşmıştır. Çeşitli bilimsel araştırmalarda, tıpta, boyacılık, havacılık, kozmetik ve başka birçok sektörde, ayrıca NASA çalışmalarında da aerojeller kullanılmaktadır.

Steven Kistler, silika jel'den başka çeşitli metal oksitleri (aluminyum, krom, kalay oksitleri) ile de aerojel üretmiştir. Karbon tabanlı aerojeller, ilk kez 1980'li yılların sonlarında üretilmeye başlandı.

Fiziksel özellikleri

Aerojel ısı geçirmez

Aerojellerin milyonlarca ufak delikten oluşan yüzeyi, süngeri andırır. %99,8'i havadan oluşmaktadır ve çok iyi yalıtkandır. Aerojel, bilinen köpüklerden ve diğer yalıtım maddelerinden çok daha üstün özelliklere sahiptir. Öyle ki, oksijen kaynağıyla doğrudan verilen ateşi bile yalıtabilmektedir. En gelişmiş fiberglas yalıtım malzemesinden 39 kat daha fazla yalıtım kabiliyetine sahiptir. Knudsen efekti yüzünden aerojeller, içinde bulunan havadan bile daha yalıtkan hale gelebilmektedir.

Aerojeller, bir başka silika (kum) esaslı madde olan camla kıyaslandığında 1000 kat daha az yoğunluğa ve delikli bir yapıya sahiptir. Büyüklüğü milimetrenin milyarda biri kadar olan delikler, bir ağ gibi malzemenin içini kuşatır. Deliklerin etrafı başka bir malzeme ile kaplıdır.

2,5 kilogramlık bir tuğlayı taşıyan 2 gram ağırlığındaki aerojel parçası

Yarı saydamdırlar (translusent) ve Rayleigh saçılımı nedeniyle çeşitli renklerde (silika jel tabanlılar için mavi renkte) gözükürler. Rijit ve büyük ağırlık taşıyabilen katı objelerdir ama kırılgandırlar. Kütlesinin binlerce katını taşıyabilir, ama ufak darbelerle de kırılabilirler. Su sevme açısından hidrofil ve hatta higroskopturlar, dokunma durumunda kuru bir his bırakırlar. Çeşitli işlemlerle, kırılganlıkları giderilebilmekte ve su sevmez haline getirilebilmektedirler.

Dış bağlantılar

• Açık kaynak aerojel 30 Kasım 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (İngilizce)
• NASA fotoğrafları 18 Temmuz 2005 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.(İngilizce)
• Aerojellerin gelişimi makalesi 11 Mayıs 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.(İngilizce)