O aerogel é um material fascinante que detém o recorde de sólido menos denso do mundo, sendo composto por até 99,8% de ar. Conhecido como “fumaça congelada”, este material revolucionário é essencial para a exploração espacial e o isolamento térmico de alta performance.
O que é exatamente o material chamado aerogel?
O aerogel é um sólido poroso derivado de um gel, onde o componente líquido foi substituído por gás através de um processo químico rigoroso. O resultado é uma estrutura sólida de sílica que pesa apenas algumas vezes mais que o próprio ar atmosférico.
Apesar de sua aparência etérea e translúcida, ele possui uma resistência estrutural surpreendente para sua densidade. Ele é capaz de suportar centenas de vezes o seu próprio peso, embora seja extremamente frágil ao toque direto, assemelhando-se a uma espuma seca.
Como funciona o poder de isolamento térmico extremo?
A eficiência do aerogel como isolante deve-se ao “Efeito Knudsen”, onde seus nanoporos são tão pequenos que impedem o movimento das moléculas de ar. Isso anula a transferência de calor por convecção, permitindo que o material suporte temperaturas altíssimas.
Para que você entenda a superioridade térmica deste material, preparamos uma comparação baseada em testes laboratoriais de resistência ao calor:
| Material Isolante | Espessura Necessária | Resistência Térmica |
| Aerogel de Sílica | 1 cm | Suporta chamas de 600°C diretamente |
| Fibra de Vidro | 10 cm | Derrete ou degrada sob calor extremo |
| Poliuretano | 8 cm | Inflamável e baixa resistência ao fogo |
Qual a história por trás da invenção do material?
A invenção do aerogel ocorreu em 1931, fruto de uma aposta entre o cientista Samuel Kistler e um colega. O desafio era remover o líquido de uma gelatina comum sem que a estrutura sólida colapsasse, algo considerado impossível na época.
Para entender a ciência por trás de um material composto por 99,8% de ar e capaz de isolar temperaturas extremas, selecionamos o conteúdo do canal Veritasium, que conta com mais de 16 milhões de inscritos. No vídeo a seguir, o canal detalha visualmente as propriedades do aerogel através de experimentos impressionantes, revelando por que ele é essencial para as missões da NASA em Marte:
Kistler obteve sucesso ao utilizar o processo de secagem supercrítica, substituindo a água por álcool e depois por gás. Essa descoberta abriu as portas para uma nova classe de materiais sintéticos que hoje são fundamentais para a ciência de materiais moderna.
Como é o processo de fabricação em laboratório?
A fabricação do aerogel exige o uso de autoclaves para atingir o ponto supercrítico do solvente, onde ele não é nem líquido, nem gás. Esse estado permite que o fluido seja removido sem que a tensão superficial destrua a delicada rede de nanoporos de sílica.
Para ilustrar os componentes e propriedades físicas envolvidas na produção, listamos os dados técnicos da estrutura do material:
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Composição: 99,8% de ar e 0,2% de dióxido de silício (sílica).
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Densidade: Aproximadamente 1,1 mg/cm³, sendo quase tão leve quanto o ar.
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Área Superficial: Um único grama pode cobrir a área de um campo de futebol.
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Cor: Tonalidade azulada devido ao Espalhamento Rayleigh (o mesmo do céu).
Por que a NASA utiliza o aerogel em suas missões?
A NASA utiliza o material para isolar os componentes eletrônicos dos rovers em Marte contra as temperaturas gélidas do planeta vermelho. Além disso, ele foi usado na missão Stardust para capturar poeira de cometas sem danificar as partículas.
Segundo dados da agência espacial e pesquisas de universidades federais brasileiras citadas pelo CNPq, o aerogel é o futuro da construção civil sustentável. Sua aplicação em vidros e paredes pode reduzir drasticamente o consumo de energia em edifícios, tornando-os termicamente eficientes.