Aerogel: differenze tra le versioni
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I calcogel sono una tipologia di aerogel ottenuti dai [[calcogeni]], [[platino]] e altri [[elemento chimico|elementi]]<ref>D. Biello, [http://www.sciam.com/article.cfm?chanId=sa003&articleId=044B7489-E7F2-99DF-3433709C76B127DF Heavy Metal Filter Made Largely from Air], Scientific American</ref>. Hanno la caratteristica di assorbire preferenzialmente i [[metalli pesanti]]<ref>S. Bag et al., [http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/317/5837/490 Porous Semiconducting Gels and Aerogels from Chalcogenide Clusters], ''Science'' 27-07-2007: Vol. 317. no. 5837, pp. 490-493, DOI: 10.1126/science.1142535 </ref> e se ne sta studiando l'impiego per rimuovere [[inquinante|inquinanti]] quali [[mercurio (elemento)|mercurio]], [[piombo]] e [[cadmio]] dalle acque.
==Usi==
[[Immagine:Stardust Dust Collector with aerogel.jpg|right|thumbnail|Il collettore con blocchi di aerogel utilizzato dalla [[sonda Stardust]] per campionare la [[polvere interstellare]]]]
Gli aerogel sono dei materiali che trovano diverse applicazioni. Commercialmente, gli aerogel sono stati utilizzati in forma granulare per conferire isolamento termico alle [[finestra|finestre]] degli edifici. Dopo diversi esperimenti in assenza di [[forza di gravità]], un gruppo di ricercatori<ref>[http://zerogaerogel.com/ Zero-Gravity Aerogel Formation]</ref> ha dimostrato che la produzione di aerogel in un [[microgravità|ambiente microgravitazionale]] può dare origine a particelle di dimensioni più uniformi e ridurre l'effetto dovuto allo scattering Rayleigh negli aerogel di silice, rendendo quindi l'aerogel più trasparente. L'aerogel trasparente di silice sarebbe molto adatto come materiale per l'isolamento termico delle finestre, limitando significamente la dispersione di calore degli edifici.
L'elevata area superficiale dell'aerogel lo rende utile nella purificazione chimica tramite [[adsorbimento]]. Questa caratteristica gli conferisce anche un grande potenziale di utilizzo quale [[catalizzatore]] o come supporto per un altro catalizzatore. Le particelle di aerogel sono utilizzate anche come addensante in alcune [[vernice|vernici]] e [[cosmetico|prodotti cosmetici]].
Gli aerogel sono stati testati anche per l'utilizzo quale bersaglio per il [[National Ignition Facility]].
In relazione a una specifica applicazione, la prestazione dell'aerogel può essere aumentata aggiungendo degli agenti dopanti, rinforzandone la struttura o aggiungendo diverse sostanze. In tal modo il campo di applicazione di questi materiali può essere ampiamente esteso.
La produzione commerciale di aerogel compositi iniziò attorno al [[2000]]. L'aerogel di silice è unito a un rinforzo fibroso che ne assicura flessibilità e durata. Le proprietà meccaniche e termiche del prodotto possono essere variate in funzione delle fibre rinforzanti utilizzate, della matrice di aerogel adoperata, e dall'aggiunta di additivi opacizzanti inclusi nel composito.
La [[NASA]] ha utilizzato l'aerogel per intrappolare le particelle di [[polvere interstellare]] durante la missione della [[sonda Stardust]]. Queste particelle vaporizzano per impatto con solidi e passano attraverso i gas, ma possono essere intrappolate negli aerogel. La NASA ha utilizzato l'aerogel anche per l'isolamento termico del [[Mars rover]] e delle [[tuta spaziale|tute spaziali]].<ref>[http://marsrovers.jpl.nasa.gov/mission/sc_rover_temp_aerogel.html Preventing heat escape through insulation called "aerogel"]</ref><ref>[http://www.aero.org/publications/crosslink/fall2006/backpage.html Down-to-Earth Uses for Space Materials]</ref> Il basso valore di densità ne rende vantaggioso l'utilizzo in missioni spaziali.
Gli aerogel sono utilizzati anche in [[fisica delle particelle]] come scambiatori di calore in [[sensore|rivelatori]] che sfruttano l'[[effetto Čerenkov]]. Il rivelatore Belle, usato nell'[[esperimento di Belle]] con l'[[acceleratore di particelle|acceleratore]] [[KEKB]], è un esempio recente di tale uso. Gli aerogel sono adatti a questa applicazione grazie al loro basso [[indice di rifrazione]], alla loro trasparenza e al loro stato solido, caratteristiche che li rendono di più semplice utilizzo rispetto ai liquidi [[criogenia|criogenici]] o ai gas compressi.
Gli aerogel [[resorcinolo]]-[[formaldeide]] ([[polimero|polimeri]] chimicamente simili alle [[resine fenoliche|resine fenolo-formaldeide]]) sono principalmente utilizzati come precursori per la produzione degli aerogel di carbonio, o nei casi in cui occorre impiegare un isolante organico con grande estensione superficiale. Sono materiali ad alta densità, con area superficiale di circa 600 m<sup>2</sup>/g.
Nanocompositi metallo-aerogel possono essere preparati impregnando l'[[idrogel]] di partenza con una soluzione contenente [[ione|ioni]] di opportuni [[metalli nobili]] o di [[metalli del blocco d|transizione]]. Questo idrogel impregnato viene quindi sottoposto a irradiazione con [[raggi gamma]], ottenendo così la [[Precipitazione (chimica)|precipitazione]] delle [[nanoparticella|nanoparticelle]] metalliche. Tali compositi possono essere utilizzati ad esempio come catalizzatori, sensori, [[scudo elettromagnetico|scudi elettromagnetici]] e nello smaltimento dei rifiuti. Un catalizzatore platino su carbonio in prospettiva può essere utilizzato nelle [[pila a combustibile|celle a combustibile]].
Grazie alla sua [[biocompatibilità]], l'aerogel può essere utilizzato come sistema di dispensazione dei [[farmaco|farmaci]]. L'elevata area superficiale e la struttura porosa permettono l'adsorbimento dei farmaci da CO<sub>2</sub> supercritica. La velocità di rilascio del farmaco può essere definita in base alle proprietà dell'aerogel.<ref>I. Smirnova, S. Suttiruengwong, W. Arlt, ''Feasibility study of hydrophilic and hydrophobic silica aerogels as drug delivery systems'', Journal of Non-Crystalline Solids '''350''': 54-60 (2004). doi:10.1016/j.jnoncrysol.2004.06.031.</ref>
Gli aerogel di carbonio sono utilizzati nella costruzione di piccoli [[supercondensatore|supercondensatori]]. In relazione all'elevata area superficiale dell'aerogel, questi condensatori possono raggiungere dimensioni inferiori da 2000 a 5000 volte rispetto a quelle dei condensatori elettrolitici similmente classificabili.<ref>[http://powerelectronics.com/portable_power_management/batteries/power_aerogel_capacitors_support/ Aerogel Capacitors Support Pulse, Hold-Up, and Main Power Applications]</ref> I supercondensatori che utilizzano aerogel possono avere valori molto bassi di [[impedenza]] rispetto ai normali supercondensatori e possono assorbire o produrre picchi molto alti di [[corrente elettrica|corrente]].
I calcogel potrebbero essere impiegati per rimuovere metalli pesanti quali mercurio, piombo e cadmio da acque inquinate.
L'aerogel è utilizzato per introdurre disordine in [[elio-3]] [[Superfluidità|superfluido]].<ref>W.P. Halperin, J.A. Sauls, [http://arxiv.org/PS_cache/cond-mat/pdf/0408/0408593v1.pdf Helium-Three in Aerogel], Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, Evanston, Illinois.</ref>
== Presente e futuro degli aerogel==
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