Aerojel Nedir?
 

Aerojel, jel bir maddenin içerisindeki sıvı öğenin hava ile değiştirildiği katı bir maddedir. Aşırı yalıtkan olması ile bilinen madde, dünyanın en hafif ve düşük yoğunluklu maddesidir. Silikon bazlı silika aerojeller ve karbon bazlı grafen aerojeller gibi türleri vardır. Görünümünden dolayı donmuş duman takma adına sahip olan silika aerojel, dokunuşta kırılgan olmalarına karşın, farklı bazda aerojeller daha sağlam bir yapıya sahip olabiliyor.

Aerojel, 1931'de Samuel Kistler tarafından, bir iddia üzerine çıkmıştır. Kistler, Charles Learned'in "jölelerdeki" sıvıyı bileşenin büzülmeye neden olmadan gazla değiştirebileceğini öne atmasının sonucunda ilk aerojeli üretti. İlk aerojel silika jellerden üretildi. Kistler'in sonraki çalışmaları alüminyum, krom bazlı aerojelleri içeriyordu. Karbon aerojeller ilk olarak 1980'lerin sonunda geliştirildi.

Aerojeller, süper kritik kurutma ve dondurarak kurutma adında iki yöntemle üretilir. Süper kritik kurutma yöntemi, sıvıyı kontrollü bir şekilde maddeden uzaklaştırmak için kullanılan bir yöntemdir. Günlük hayatta baharatların kurutulması, kafeinsiz kahve üretimi gibi çeşitli alanlarda kullanılır. Dondurarak kurutma ise ürünün dondurulup düşük basınç altında tutulması ve sonrasında süblime edilip içindeki donmuş suyu dışarı atmaya yarayan işlemdir. Bu işlemlerin aerojel üretiminde kullanılmasının sebebi ise içindeki sıvının kurumasını yavaşlatmak ve çökmeleri engellemek.

Aerojelin Fiziksel Özellikleri Nelerdir?

Aerojeller adlarında bulunan jellerin hiçbir fiziksel özelliğini taşımaz.  Aerojeller katı, sert ve kuru maddelerdir. Jellerin aksine kırılgan bir yapıya sahip olan aerojel, sertçe bastırıldığında cam gibi kırılır. 

Aerojeller 99.8% hava olduklarından çok iyi yalıtkanlık özelliğine sahiptirler ve aynı özellikten dolayı neredeyse ağırlıksızdırlar. 16 santimetreküp aerojel bir futbol sahasını kaplayacak şekilde yayılabilir. Hava boşluklarının bu kadar fazla olması ısınan havanın enerjiyi aktarmasını engeller. Aerojeller bu sebepten dolayı bu kadar iyi yalıtkanlardır. 

Başka bir özellikleri ise solunabilir ve yanmaz oluşlarıdır. Hidrofilik oldukları için yağı ve suyu emerler. Su emen aerojelin formu bozulur ve özelliklerini kaybeder. Bunu önlemek için bilim insanları aerojeli hidrofobik hale getirecek işlemler uygular. 

Aerojellerin Kullanım Alanları Nelerdir?

Günümüzde aerojel altından daha pahalı bir ekonomiye sahip.Bir kilo aerojel yaklaşık 46.000 dolar değerinde. Bu kadar pahalı olmasına karşın aerojel, belli maddelerle karıştırılıp günlük hayatımızda kullandığımız eşyalarda bulunabiliyor.

Bunun yanı sıra aerojel uzay sanayisinde fiziksel özelliklerinden dolayı büyük bir kullanım alanı bulunuyor. Marsta kullanılan keşif araçlarının içindeki elektronik cihazların izolasyonunda kullanılan aerojel aynı zamanda kuyruklu yıldızlardan saçılan parçaları yakalamak için de kullanılıyor. Bu gibi projelerde dayanıklılığı ve hafifliği sayesinde aerojel, başka maddelere karşı rakipsiz bir üstünlüğe sahip.

Günlük hayatta ise aerojeller bir süredir kıvam arttırıcı maddelerden makyaja, izolasyon malzemesinden sigara filtrelerine kadar her alanda kullanılıyordu. Aerojelin üretimi daha az karmaşık ve tehlikeli hale getirildiğinde, benzersiz özellikleri aerojeli bir dizi endüstride popüler hale getirdi. Silikon üreticileri, ev yapımı malzeme üreticileri ve uzay ajanslarının hepsi aerojeli kullanmaya başladı. Artık itfaiye kıyafetleri, dalgıç kıyafetleri, pencereler, boyalar, roketler ve bunun gibi daha birçok üründe aerojeller bulunuyor. Dünyadan uzaya, aerojellerin şüphesiz geleceğimizde bir yeri var.

Kaynakça

https://science.howstuffworks.com/aerogel.htm#pt3

https://www.nasa.gov/vision/earth/technologies/aerogel.html

http://www.aerogel.org/