Kas yra labiausiai išsklaidyta kieta medžiaga?

Labiausiai išsklaidytos kietosios medžiagos yra aerogeliai, sukurti džiovinant įprastą gelį superkritiniu būdu. Superkritinis džiovinimas leidžia išgauti skystį iš gelio nesuardant gelio matricos dėl kapiliarinio veikimo. Superkritiniam džiovinimui reikalinga aukšta temperatūra (705 °F, 374 °C) ir slėgis (219 atmosferų). Jis priverčia skystį patekti į būseną, kuri nesiskiria nuo dujų ar skysčio (superkritinio skysčio), tada jį įkaitina ir virsta dujomis. Kapiliariniam veikimui užkertamas kelias vengiant tiesioginio skysčio perėjimo į dujas, kaip ir garuojant. Aerogelį išrado Stevenas Kistleris 1931 m., tariamai kaip lažybų dalis su savo draugu, kad išsiaiškintų, kas galėtų išgauti skystį iš uogienės, išsaugodamas jo tūrį.

Aerogeliai yra nuostabi medžiaga. Dėl savo išvaizdos „užšalęs dūmas“ pramintas, aerogelis yra itin difuzinis, pagamintas iš 99.8 % oro. Jo tankis yra tik 3 miligramai kubiniame centimetre (3 kg kubiniame metre), 0.3% vandens tankio. Aerogelis yra 3780 kartų difuziškesnis nei švinas. Silicio aerogelis įtrauktas į neįtikėtinus 15 įrašų Gineso rekordų knygoje, įskaitant labiausiai išsklaidytą kietą ir geriausią šilumos izoliatorių. NASA neseniai naudojo aerogelį zondo „Stardust“ misijoje, kad užfiksuotų mažas kometos „Wild 2“ dalis.

Nepaisant mažo tankio, aerogelį galima lengvai apdoroti. Jame yra 100 nanometrų skylės, jo paviršiaus plotas yra didžiulis, todėl idealiai tinka superkondensatoriams. Aerogelis yra toks fantastiškas šilumos izoliatorius, kad plonas jo sluoksnis gali apsaugoti degtukus nuo degtukų užsidegimo. Dėl didelių izoliacinių savybių jis buvo pasiūlytas naudoti kosminiuose kostiumuose ir kariniuose šarvuose.

Aerogelis gali būti gaminamas naudojant įvairias pradines medžiagas, įskaitant silicį, aliuminio oksidą, chromą, alavo oksidą ir pastaruoju metu anglį. Naudodami anglies nanovamzdelius, medžiagų mokslininkai sukūrė aerogelį, vadinamą anglies nanoputomis, kurio tankis yra tik 1% anksčiau pagamintų aerogelių ir tik kelis kartus didesnis už oro tankį. Anglies nanoputos yra tikrai labiausiai išsklaidyta kieta medžiaga.