La miscela di Aerogel presenta una conducibilità termica molto bassa, pari a 0,013-0,014 W/mK tale da renderlo l'isolante più performante e utilizzabile attualmente negli isolamenti termici.

L'aerogel è una miscela di un gas e di un solido, pertanto simile a un gel ove il liquido sia sostituito da un gas. Il risultato è una schiuma solida dalle molte proprietà particolari, la più importante delle quali è l'efficacia nell'isolare. È soprannominato fumo ghiacciato,[2] fumo solido o fumo blu per la sua trasparenza; la sua superficie al tatto ricorda la gommapiuma, anche se non è altrettanto morbido.

L’aerogel è la sostanza solida meno densa conosciuta, ovvero la più leggera per metro cubo;[ è composta dal 99,8% di aria e dallo 0,2% di diossido di silicio (silice), il principale componente del vetro. L'aerogel è mille volte meno denso del vetro, è in grado di sostenere enormi carichi, sopporta altissime temperature ed è un eccezionale isolante termico.

L'aerogel nonostante esso sia soggetto a rottura, è un materiale dalla struttura molto resistente. Le sue impressionanti capacità di carico sono dovute alla sua microstruttura dendritica, nella quale particelle sferiche di dimensioni medie di 2-5 nm sono fuse insieme a formare un cluster. Questi cluster formano una struttura tridimensionale altamente porosa con catene a forma pressoché di frattale, con pori di dimensioni minori di 100 nm. La dimensione media e la densità dei pori può essere controllata durante il processo di produzione.

La NASA ha utilizzato l'aerogel anche per l'isolamento termico del Mars Exploration Rover e delle tute spaziali Il basso valore di densità ne rende vantaggioso l'utilizzo in missioni spaziali.

Gli aerogel sono eccezionali isolanti termici Sono dei buoni inibitori convettivi perché l'aria non può circolare all'interno del reticolo. L'aerogel di silice è specialmente un buon isolante per la conduzione di calore grazie al fatto che la silice è uno scarso conduttore, d'altra parte un aerogel metallico avrà minori proprietà isolanti. L'aerogel di carbonio è un buon isolante dell'irraggiamento termico, in quanto il carbonio assorbe la luce infrarossa responsabile del trasferimento di calore. L'aerogel dalle maggiori proprietà isolanti è quello di silice addizionato di carbonio.

A causa della loro natura igroscopica, gli aerogel sono dei forti essiccanti. Coloro i quali si trovano a maneggiare un aerogel per lungo periodo di tempo dovrebbero indossare dei guanti onde evitare la formazione di fragili chiazze sulle proprie mani.

Dato che l'aerogel è costituito prevalentemente da aria, esso appare semitrasparente. Il colore è dovuto allo scattering Rayleigh delle lunghezze d'onda minori dello spettro visibile da parte della struttura dendritica nanometrica. Questo fenomeno è all'origine della colorazione azzurrognola assunta su uno sfondo scuro e di quella biancastra su uno sfondo luminoso.

Gli aerogel per loro natura sono idrofili, ma i trattamenti chimici possono renderli idrofobi. Se assorbono umidità possono andare incontro a modificazioni strutturali, come la contrazione e il deterioramento, ma rendendoli idrofobi è possibile prevenire questa degradazione. Gli aerogel con la parte interna resa idrofoba sono meno suscettibili alla degradazione rispetto a quelli in cui è stato reso idrofobo solamente lo strato più esterno, persino nel caso in cui una crepa ne penetri la superficie. Inoltre i trattamenti idrofobizzanti favoriscono le lavorazioni successive consentendo l'uso del taglio ad acqua.

L'aerogel è un materiale estremamente leggero ma con enorme capacità di carico e resistenza strutturale: un blocco di pietra di 2,5 kg è sostenuto da una base di aerogel pesante solo 2 grammi.

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