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Nanotecnologia - L'evoluzione dell'isolamento termico

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L’evoluzione dell’isolamento termico

L’aerogel è un solido nanoporoso ottenuto a livello sperimentale da Steven Kistler, nel 1931 e rilanciato grazie al suo utilizzo sulle tute e le giacche indossate dagli astronauti della NASA.

Questo materiale si crea dalla gelificazione della silice in un solvente.
Con l’eliminazione del solvente, ciò che rimane è in pratica “sabbia gonfiata” con una porosità fino al 99%.
I nanopori sono tanto fitti e numerosi da rallentare il trasporto di calore e massa, fornendo così un valore di conduttività termica bassissimo.

Le due innovazioni introdotte da Aspen hanno trasformato l’ aerogel da curiosità di laboratorio a prodotto industriale di largo consumo:

  • il processo di estrazione, con CO2 supercritico, riduce la durata del ciclo di formazione dell’ aerogel da mesi a ore.
  • 
il processo di trasformazione dell’aerogel in lastra isolante, fornisce integrità meccanica e forma idonee al suo impiego

Aerogel: una soluzione universale

Aerogel rientra in un ambito di applicazione da - 200°C a + 650°C, ossia nella maggior parte degli impieghi civili e industriali, con una diversificazione di gamma in grado di coprire in modo specializzato l’intero arco di temperature.
Aerogel trova collocazione nei settori più specializzati dell’alta tecnologia (aerospaziale, navalmeccanica, automobilistico) sia nei campi più standardizzati dell’edilizia, degli elettrodomestici e dell’impiantistica industriale, che richiedono efficienza in un’ottica di risparmio energetico ed economia dei costi.

Nanocuriosità

  • Il termine “gel” deriva dal processo di estrazione che determina la formazione del materiale nanoporoso.
  • I pori di aerogel hanno un diametro pari a 1/10.000 di quello di un capello umano.
  • Per la sua trasparenza, l’aerogel è chiamato anche “fumo ghiacciato”.
  • Un materiale nanoporoso ha una grande supeficie interna, espressa dalla somma della superficie di tutti i suoi nanopori.
    Un cubetto di aerogel a base di carbonio, delle dimensioni di 1 cm³, può avere una superficie interna di oltre 1000 m².
  • Il primo giubbotto con imbottitura di aerogel, realizzato nel 1999, si chiama “Absolute Zero”.
 In seguito il giubbotto è stato perfezionato nelle zone antartiche dove, indossato nelle più rigide condizioni climatiche del pianeta, ha superato facilmente tutte le prove.
  • Una lastra di aerogel , di soli 3 mm di spessore, può proteggere il corpo umano anche a temperature inferiori a -50 °C.
  • Nel 1999, un aerogel ha intrapreso un viaggio nello spazio durato 5 anni, nell’analizzatore di polveri CIDA realizzato in Germania, che ha percorso oltre 3 miliardi di chilometri raccogliendo la polvere della cometa “Wild 2″.
  •  Aerogel ha al suo attivo imprese da record tra i materiali isolanti: è arrivato sulla vetta dell’Everest e nel continente antartico al seguito di ardite spedizioni, è impiegato su tubazioni petrolifere nelle profondità oceaniche e nel cosmo per proteggere parti di sonde spaziali.