Científicos norteamericanos confirmaron que los aerogeles se convierten en una especie de esponja mediante la formación de una red de nanocables.
Por Leonardo Quiroga
Liviano. Los aerogeles o espumas metálicas son incluso más livianos que el aire y pueden ser colocados sobre el pétalo o capullo de una flor sin afectar su estabilidad.
Espumas de ultra baja densidad, o más comúnmente llamados aerogeles, han hecho posible aligerar metales pesados como el oro, la plata o el cobre hasta el punto de que pueden ser montados sobre un mosquito o sobre el capullo de una flor.
Este proceso innovador desarrollado en el LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory) de Estados Unidos, pretende hacer funcionar estos aerogeles como aislante y brindar a los físicos mejores fuentes de rayos X para emplear en experimentos de vanguardia.
"Estamos analizando principalmente aquellas cuestiones científicas fundamentales que rigen a este nuevo material, como sintetizar y ensamblar a los aerogeles basados en nanocables de metal", explicó recientemente en un comunicado el científico de materiales Michael Bagge-Hansen, investigador principal del proyecto.
El material se llama espuma porque históricamente se le ha dado esta denominación, pero no es un material fabricado por espuma. Es una red parecida a un espagueti de alambres de tamaño nanométrico conectados al azar, ordenados en forma de malvavisco miniatura y que contienen el mismo o menos número de átomos que el aire.
Resulta tan raro pensar en un metal más liviano que el aire, que el reconocido físico Sergei Kucheyev lo llama "monolito de metal poroso, un nuevo elemento sobre el cual suceden muchos fenómenos físicos y químicos al mismo tiempo".
Los científicos buscaron diferentes metales de densidad ultra baja que puedan ser usados como objetivos para las fuentes de rayos X dirigidas por láser para experimentos que prueben aún más las propiedades de varios materiales colocados en condiciones extremas.
El National Ignition Facility (NIF) es un gran proyecto norteamericano de fusión inercial, en el cual se utilizan estos aerogeles de metal para recubrir diferentes elementos incorporados en una cámara objetivo para recibir la potencia de 192 láseres.
"Cada elemento emite un conjunto característico de rayos X cuando se calienta con láseres en un plasma", explicó Tyler Fears, un científico del personal de la División de Ciencia de Materiales (MSD) del Lawrence Livermore National Laboratory. Y agregó: "Las espumas metálicas pueden imitar el gas, aunque están hechas de materiales que no son gas, a temperatura ambiente".
Sin embargo, la física subyacente de las fuentes de rayos X controladas por láser establece un alto nivel de rigurosas especificaciones para los tipos, densidades, formas y tamaños de espumas metálicas necesarias para los experimentos. "Necesitamos objetivos de metales pesados para estar alrededor de la densidad del aire y unos pocos milímetros de tamaño dentro de dimensiones bien definidas", explicó el científico. Y agregó: "Ahora nuestro desafío como investigadores es tratar de cumplir todos esos objetivos al mismo tiempo".
El equipo a cargo del descubrimiento también tuvo que asegurarse de que las técnicas que desarrollaron pudieran repetirse para producir los aerogeles de manera consistente, incluso, si se cambia el tamaño, la forma y la composición para satisfacer las futuras necesidades experimentales.
Aislante. El origen de los estudios sobre los aerogeles surgió del desarrollo armamentista norteamericano para aislar los elementos nucleares.
Elaboración de aerogeles
Para su fabricación, el equipo de investigadores congela los nanocables de oro, plata, cobre, grafeno u otro metal dentro de un molde relleno con una mezcla de agua y glicerol. Cuando se endurece, adquiere una textura parecida a un bloque de espagueti congelado. Posteriormente, se retira el material del molde y se extrae el hielo, sustituyéndolo por una solución a base de acetona, que luego se disuelve en un proceso de secado con dióxido de carbono líquido, quedando solo el metal y el aire, denominado "aerogel".
Diario de Cuyo
