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Concept
Aérogel
Résumé
Un aérogel est un matériau semblable à un gel où le composant liquide est remplacé par du gaz. C'est un solide à très faible densité avec plusieurs propriétés remarquables, notamment sa capacité à isoler thermiquement.
Il a été créé par Steven Kistler en 1931, lors d'un pari avec Charles Learned de la forme : « Qui pourrait remplacer le liquide à l'intérieur d'un bocal de gel, par du gaz, sans qu'il se rétracte ? ». Les travaux de Kistler l'ont amené à composer des aérogels de silice, d'alumine, d'oxyde de chrome() ou d'oxyde d'étain. Des aérogels composés de carbone ont été inventés au début des .
L'aérogel est composé jusqu'à 99,8 % d'air avec un rapport masse de solide / volume de l'aérogel pouvant descendre à , ce qui en faisait le solide le plus léger connu encore récemment (micro-lattice, aérographite). Il est presque complètement transparent et au toucher, fait penser à du polystyrène. Le presser légèrement ne laisse aucune marque, le presser plus fortement laisse un creux permanent. En le pressant fort, sa structure éparse s'écroule brutalement, il se brise comme du verre.
Bien qu'il soit enclin à se disperser, il est capable de supporter plus de son poids. Cette capacité est due à sa microstructure dendritique, avec des particules sphériques d'une taille moyenne de fusionnées en groupe, formant une structure tridimensionnelle hautement poreuse de chaînes (en forme de fractales) avec des pores mesurant moins de . La taille et la densité moyenne des pores peuvent être ajustées lors de la fabrication.
L'aérogel est un isolant remarquable, car il stoppe presque complètement trois méthodes de propagation de chaleur (la conduction thermique, la radiation thermique et la convection). C'est un bon inhibiteur convectif, car l'air ne peut pas circuler à travers le maillage de la structure. L'aérogel en silice est un bon isolateur conductif (c.-à-d. en ce qui concerne la conduction thermique), grâce à la silice qui est un mauvais conducteur de chaleur. D'un autre côté, l'aérogel métallique est un meilleur conducteur de chaleur.
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