O aerogel é um material ultraleve poroso sintético derivado de um gel, no qual o componente líquido do gel foi substituído por um gás. O resultado é um sólido com densidade extremamente baixa e baixa condutividade térmica. Os apelidos incluem fumaça congelada, fumaça sólida, ar sólido, nuvem sólida, fumaça azul devido à sua natureza translúcida e à maneira como a luz se espalha no material. Parece poliestireno expandido frágil ao toque. Os aerogéis podem ser feitos a partir de uma variedade de compostos químicos.

O aerogel foi criado primeiramente por Samuel Stephens Kistler em 1931, como resultado de uma aposta com Charles Learned sobre quem poderia substituir o líquido em “geléias” com gás sem causar encolhimento.

Os aerogéis são produzidos pela extração do componente líquido de um gel através de secagem supercrítica. Isso permite que o líquido seja secado lentamente sem causar o colapso da matriz sólida no gel da ação capilar, como ocorreria com a evaporação convencional. Os primeiros aerogéis foram produzidos a partir de sílica gel. O trabalho posterior de Kistler envolveu aerogéis baseados em alumina, cromia e dióxido de estanho. Os aerogéis de carbono foram desenvolvidos pela primeira vez no final dos anos 80.

O aerogel não é um único material com uma fórmula química definida, mas o termo é usado para agrupar todos os materiais com uma certa estrutura geométrica.

Definição IUPAC
Aerogel: Gel constituído por um sólido microporoso no qual a fase dispersa é um gás.

Nota 1: A sílica microporosa, o vidro microporoso e os zeólitos são exemplos comuns de aerogéis.

Nota 2: Corrigido da referência, onde a definição é uma repetição da definição incorreta de um gel seguida por uma referência inexplicada à porosidade da estrutura.

Propriedades
Apesar do nome, os aerogéis são sólidos, rígidos e materiais secos que não se assemelham a um gel em suas propriedades físicas: o nome vem do fato de que eles são feitos de gel. Pressionar suavemente em um aerogel geralmente não deixa nem mesmo uma marca menor; pressionando com mais firmeza deixará uma depressão permanente. Pressionar com extrema firmeza causará uma quebra catastrófica na estrutura esparsa, fazendo com que ela se estilhaça como vidro (uma propriedade conhecida como friabilidade), embora variações mais modernas não sofram com isso.Apesar do fato de que é propenso a quebrar, é muito forte estruturalmente. Suas impressionantes capacidades de carga são devidas à microestrutura dendrítica, na qual partículas esféricas de tamanho médio (2-5 nm) são fundidas em grupos. Esses aglomerados formam uma estrutura tridimensional altamente porosa de cadeias quase fractais, com poros abaixo de 100 nm. O tamanho médio e a densidade dos poros podem ser controlados durante o processo de fabricação.

O aerogel é um material que é 99,8% de ar. Os aerogéis têm uma rede sólida porosa que contém bolsas de ar, com as bolsas de ar ocupando a maior parte do espaço dentro do material. A falta de material sólido permite que o aerogel seja quase sem peso.
Os aerogéis são bons isolantes térmicos, pois quase anulam dois dos três métodos de transferência de calor – condução (na maior parte, compostos por gás isolante) e convecção (a microestrutura impede o movimento líquido do gás). Eles são bons isolantes condutores porque são compostos quase inteiramente de gases, que são condutores de calor muito pobres. (O aerogel de sílica é um isolante especialmente bom porque a sílica também é um mau condutor de calor; um aerogel metálico ou de carbono, por outro lado, seria menos eficaz.) Eles são bons inibidores convectivos porque o ar não pode circular pela rede. Os aerogéis são pobres isolantes radiativos porque a radiação infravermelha (que transfere calor) passa através deles.

Devido à sua natureza higroscópica, o aerogel parece seco e age como um dessecante forte. As pessoas que manuseiam o aerogel por períodos prolongados devem usar luvas para evitar o aparecimento de pontos frágeis e secos em sua pele.

A ligeira cor que tem é devido ao espalhamento Rayleigh dos comprimentos de onda mais curtos da luz visível pela estrutura dendrítica de tamanho nano. Isso faz com que ele apareça em azul escuro contra fundos escuros e amarelado contra fundos brilhantes.
Aerogels por si só são hidrofílicos, mas o tratamento químico pode torná-los hidrofóbicos. Se absorvem umidade, geralmente sofrem uma alteração estrutural, como contração e deterioração, mas a degradação pode ser evitada ao torná-la hidrofóbica. Aerogéis com interiores hidrofóbicos são menos suscetíveis à degradação do que os aerogéis com apenas uma camada externa hidrofóbica, mesmo que uma rachadura penetre na superfície.

Efeito Knudsen
Os aerogéis podem ter uma condutividade térmica menor que a do gás que eles contêm. Isso é causado pelo efeito Knudsen, uma redução da condutividade térmica nos gases quando o tamanho da cavidade que envolve o gás se torna comparável ao caminho livre médio. Efetivamente, a cavidade restringe o movimento das partículas de gás, diminuindo a condutividade térmica além de eliminar a convecção. Por exemplo, a condutividade térmica do ar é de cerca de 25 mW / m • K em STP e em um grande recipiente, mas diminui para cerca de 5 mW / m • K em um poro de 30 nanômetros de diâmetro.

Estrutura
A estrutura do aerogel resulta de uma polimerização sol-gel, que ocorre quando monômeros (moléculas simples) reagem com outros monômeros para formar um sol ou uma substância que consiste em macromoléculas reticuladas ligadas, com depósitos de solução líquida entre elas.Quando o material é aquecido de forma crítica, o líquido é evaporado e a estrutura da macromolécula ligada, reticulada, é deixada para trás. O resultado da polimerização e do aquecimento crítico é a criação de um material que possui uma estrutura porosa forte classificada como aerogel. Variações na síntese podem alterar a área de superfície e o tamanho dos poros do aerogel. Quanto menor o tamanho do poro, mais suscetível o aerogel é a fratura.

Impermeabilização
O aerogel contém partículas de 2 a 5 nm de diâmetro. Após o processo de criação do aerogel, ele conterá uma grande quantidade de grupos hidroxila na superfície. Os grupos hidroxila podem causar uma forte reação quando o aerogel é colocado em água, causando uma catastroficamente dissolvida na água. Uma maneira de impermeabilizar o aerogel hidrofílico é embebendo o aerogel com alguma base química que substituirá os grupos hidroxila de superfície (–OH) por grupos não polares (–OR), um processo que é mais efetivo quando R é um grupo alifático.

Porosidade do aerogel
Existem várias maneiras de determinar a porosidade do aerogel: os três métodos principais são a adsorção de gás, a porosimetria de mercúrio e o método de espalhamento. Na adsorção de gás, o nitrogênio em seu ponto de ebulição é adsorvido na amostra de aerogel. O gás adsorvido depende do tamanho dos poros dentro da amostra e da pressão parcial do gás em relação à pressão de saturação. O volume do gás adsorvido é medido utilizando a fórmula Brunauer, Emmit e Teller (BET), que dá a área superficial específica da amostra. A alta pressão parcial na adsorção / dessorção, a equação de Kelvin fornece a distribuição do tamanho dos poros da amostra. Na porosimetria de mercúrio, o mercúrio é forçado a entrar no sistema poroso do aerogel para determinar o tamanho dos poros, mas este método é altamente ineficiente, uma vez que a estrutura sólida do aerogel entrará em colapso pela alta força compressiva. O método de espalhamento envolve a deflexão dependente de ângulo de radiação dentro da amostra de aerogel. A amostra pode ser partículas sólidas ou poros. A radiação entra no material e determina a geometria fractal da rede de poros do aerogel. Os melhores comprimentos de onda de radiação a serem utilizados são raios-X e nêutrons. O aerogel é também uma rede porosa aberta: a diferença entre uma rede porosa aberta e uma rede porosa fechada é que, na rede aberta, os gases podem entrar e sair da substância sem qualquer limitação, enquanto uma rede porosa fechada retém os gases dentro do material forçando eles para ficar dentro dos poros. A alta porosidade e a área de superfície dos aerogéis de sílica permitem que elas sejam usadas em uma variedade de aplicações de filtração ambiental.

Materiais

Sílica
O aerogel de sílica é o tipo mais comum de aerogel, e o mais extensivamente estudado e usado. É baseado em sílica e pode ser derivado de sílica gel ou por um processo de Stober modificado. O nanofuso de sílica de densidade mais baixa pesa 1.000 g / m3, que é a versão evacuada do aerogel recorde de 1.900 g / m3. A densidade do ar é de 1.200 g / m3 (a 20 ° C e 1 atm). Em 2013, o aerógrafo tinha uma densidade menor a 160 g / m3, ou 13% a densidade do ar à temperatura ambiente.

A sílica se solidifica em aglomerados tridimensionais entrelaçados que compõem apenas 3% do volume. Condução através do sólido é, portanto, muito baixa. Os restantes 97% do volume são compostos de ar em nanoporos extremamente pequenos. O ar tem pouco espaço para se movimentar, inibindo tanto a convecção como a condução em fase gasosa.

Aerogéis de sílica também têm uma alta transmissão óptica de ~ 99% e um baixo índice de refração de ~ 1,05.

Possui excelentes propriedades de isolamento térmico, tendo uma condutividade térmica extremamente baixa: de 0,03 W / (m • K) na pressão atmosférica até 0,004 W / (m • K) em vácuo modesto, o que corresponde a valores R de 14 a 105 (Padrão nos EUA) ou 3,0 a 22,2 (métrica) para espessura de 3,5 pol (89 mm). Para comparação, o isolamento típico das paredes é de 13 (nos EUA) ou 2,7 (métrico) para a mesma espessura. Seu ponto de fusão é de 1.473 K (1.200 ° C; 2.192 ° F).

Até 2011, o aerogel de sílica continha 15 entradas no Guinness World Records para propriedades de materiais, incluindo melhor isolante e sólidos com menor densidade, embora tenha sido retirado do último título pelos materiais ainda mais leves aerógrafos em 2012 e depois aerógrafo em 2013.

Carbono
Os aerogéis de carbono são compostos de partículas com tamanhos na faixa nanométrica, ligadas de forma covalente. Eles têm porosidade muito alta (acima de 50%, com diâmetro de poro abaixo de 100 nm) e áreas de superfície variando entre 400 e 1.000 m2 / g. São frequentemente fabricados como papel compósito: papel não tecido feito de fibras de carbono, impregnado com aerogel de resorcinol-formaldeído e pirolisado. Dependendo da densidade, os aerogéis de carbono podem ser eletricamente condutores, tornando o aerogel compósito útil para eletrodos em capacitores ou eletrodos deionização. Devido à sua área de superfície extremamente alta, os aerogéis de carbono são usados ​​para criar supercapacitores, com valores de até milhares de farads baseados em uma densidade de capacitância de 104 F / g e 77 F / cm3. Os aerogéis de carbono também são extremamente “pretos” no espectro infravermelho, refletindo apenas 0,3% da radiação entre 250 nm e 14,3 m, tornando-os eficientes para coletores de energia solar.

O termo “aerogel” para descrever massas arejadas de nanotubos de carbono produzidos através de certas técnicas químicas de deposição de vapor é incorreto. Tais materiais podem ser transformados em fibras com resistência maior que Kevlar e propriedades elétricas exclusivas. Estes materiais não são aerogéis, no entanto, uma vez que não possuem uma estrutura interna monolítica e não possuem a característica regular de poros característicos dos aerogéis.

Óxido metálico
Aerogéis de óxido de metal são usados ​​como catalisadores em várias reações químicas / transformações ou como precursores para outros materiais.

Aerogéis feitos com óxido de alumínio são conhecidos como aerogéis de alumina. Estes aerogéis são usados ​​como catalisadores, especialmente quando “dopados” com um metal diferente do alumínio. O aerogel de níquel-alumina é a combinação mais comum. Aerogéis de alumina também estão sendo considerados pela NASA para capturar partículas de hipervelocidade; uma formulação dopada com gadolínio e térbio poderia fluorescer no local de impacto das partículas, com a quantidade de fluorescência dependente da energia de impacto.

Uma das diferenças mais notáveis ​​entre os aerogéis de sílica e o aerogel de óxido de metal é que os aerogéis de óxido de metal são muitas vezes de cores variadas.

Aerogel	Cor
Sílica, alumina, titânia, zircônia	Limpar com Rayleigh espalhando azul ou branco
Óxido de ferro	Ferrugem vermelha ou amarela, opaca
Chromia	Verde profundo ou azul profundo, opaco
Vanadia	Verde oliva, opaco
Óxido de neodímio	Roxo, transparente
Samaria	Amarelo, transparente
Holmia, erbia	Rosa, transparente

De outros
Polímeros orgânicos podem ser usados ​​para criar aerogéis. SEAgel é feito de agar. A celulose das plantas pode ser usada para criar um aerogel flexível.

O calcogel é um aerogel feito de calcógenos (a coluna de elementos da tabela periódica que começa com o oxigênio), como enxofre, selênio e outros elementos. Metais menos caros que a platina foram usados ​​em sua criação.

Aerogéis feitos de pontos quânticos de seleneto de cádmio em uma rede 3-D porosa foram desenvolvidos para uso na indústria de semicondutores.

O desempenho do aerogel pode ser aumentado para uma aplicação específica pela adição de dopantes, estruturas de reforço e compostos de hibridação. A Aspen Aerogels fabrica produtos como o Spaceloft, que são compostos de aerogel com algum tipo de rebatimento fibroso.

Alternativas bio-baseadas (bioaerogéis)
O aerogel mais conhecido é o da sílica, mas os pesquisadores estão procurando produzir aerogéis de origem biológica, possivelmente mais fortes que a sílica.

O seagel é um material semelhante ao aerogel orgânico feito de ágar, com um sabor e textura que lembra os bolos de arroz.

O Maerogel consiste em seu arroz básico (principalmente na indústria de arroz) e reduz os custos em comparação com outros processos. Este processo permite dividir por seis os custos.

A aeropectina é produzida a partir de casca de citros (2015), mas é muito higroscópica para fazer um isolante,

Aerogel-amido (na verdade uma mistura de amilose e amilopectina) que pode vir por exemplo milho ou melhor ervilha. É também muito higroscópico, mas talvez possa ser coberto com um revestimento, tornando-o mais estável e hidrofóbico. É mais forte que o aerogel de sílica, mas com um coeficiente de condutividade térmica um pouco menos bom, mas mesmo assim em torno de 0,021 Wm -1 K -1 (0,025 a 0,035 e o ar W m -1 K -1 para lã de rocha e poliestireno).

Seu desempenho térmico pode ser melhorado durante a fabricação: o amido dissolvido em água agitada sob certa pressão e temperatura e mecanicamente agitado para quebrar e dispersar os grãos é então resfriado a 4 ° C (fase de “retrogradação”) e formação de gel antes de ser substituído por um solvente durante uma fase de secagem supercrítica (a acetona poderia substituir o etanol) e então o solvente é dessorvido e substituído pelo ar. A Academia de Materiais (Cemef) Mines Paris-Tech estuda este material.

Fabricação
Em princípio, a fabricação do aerogel consiste em substituir o componente líquido de um gel de sílica (por aerogel de sílica) por gás. Tecnicamente, o processo é mais complexo. De fato, a estrutura do gel tende a colapsar quando é simplesmente seca. Torna-se poroso e desmorona.

Na prática, o hidrogel, um gel de sílica utilizado em particular para lentes de contacto moles, é seco em condições extremas de temperatura e pressão, substituindo a água por um líquido tal como etanol na presença de um “precursor”, o alcóxido de sílica. O alcóxido é um tipo de catalisador para a reação. É composto de um álcool e silicone. Sua fórmula é Si (OR) 4. Essa reação produz sílica:
Se (OCH2CH3) _{4 (Liq.)} + 2H2O _(Liq.) → SiO2 _(sido) + 4HOCH2CH3 _(Liq.) .

A sílica é um composto mineral estável de fórmula SiO 2. Em seguida, vem um processo chamado secagem supercrítica (em inglês: secagem supercrítica). Na termodinâmica, o ponto crítico é uma fase de transição entre líquidos e gases. Basicamente, os estados líquido e vapor são microscopicamente idênticos: eles são caracterizados por um distúrbio de átomos ou moléculas.Além disso, há uma pressão e uma temperatura (chamadas críticas) para as quais essa curva de coexistência líquido-vapor pára de repente. Além disso, o corpo não é nem líquido nem gasoso: é uma fase fluida. É por este processo que o álcool é removido do gel. Esta operação é realizada em autoclave a pressões que variam de 50 a 60 bar, temperaturas de 5 a 10 ° C e de 12 a 6 dias. O objetivo é então alcançado, o líquido foi substituído por um gás sem a estrutura do colapso do gel ou reduzindo o volume.

Existem processos para produzir aerogel a temperatura e pressão ambiente, mas, por enquanto, são mantidos em segredo por industriais.

Produção
Os aerogéis são feitos pela secagem de um gel de material gelatinoso, principalmente sílica, sob condições extremas. A primeira síntese de aerogéis de silicato foi realizada por Samuel Stephens Kistler em 1931/32. Ele desenvolveu um método para secar os géis sem que eles tivessem um encolhimento.

Aerogel de aerogel de acordo com Kistler
Kistler usava silicato de sódio, que ele misturava com água para fazer uma solução (copo de água).Após a adição de um reagente precipitante – reagente ácido clorídrico caiu com o tempo de sílica (reação de precipitação), que provocou o movimento browniano distribuído descoordenado na solução e, assim, também colidiu.

Ou:

Devido à adesão gradual, essas partículas se agregaram ao longo do tempo e em cerca de um dia, um gel com estrutura reticulada resultou. A partir daí, o cloreto de sódio e o excesso de ácido clorídrico foram enxaguados com água (Aquagel) e seguidos de um deslocamento com álcool (alcogel). Este passo é necessário, caso contrário a água destruiria a estrutura do gel à medida que o processo progride. Se o álcool evaporar lentamente, os meniscos se formam devido às forças superficiais que atuam sobre o gel, que “se enterra” no gel e provoca uma estrutura semelhante a uma gangue no gel. Isso estaria associado a um encolhimento do gel e, como resultado, a uma estrutura porosa com apenas cerca de 50% de porosidade, mas isso era apenas para evitar. Kistler costumava secar, portanto, uma autoclave e temperatura e pressão elevadas sobre o ponto crítico do álcool, de modo que um fluido supercrítico era formado. Este procedimento é chamado de secagem supercrítica. O limite de fase entre gás e líquido foi assim cancelado; Forças de superfície, que levariam à formação de meniscos no outro caso, não existiam mais. O fluido supercrítico foi então soprado para fora da autoclave, fazendo com que o produto secasse e eventualmente se tornasse um aerogel. O aerogel reteve o tamanho e forma do gel original, com os aerogéis de silicato fabricados por Kistler tendo uma densidade de cerca de 30 a 300 kg / m3 e têm uma porosidade na gama de 86 a 98%. No entanto, o método de produção de acordo com Kistler tinha a desvantagem de ser longo e caro, o que particularmente dizia respeito à troca de solvente antes da evaporação do álcool.

Processo de acordo com Teichner – o processo sol-gel
Stanislas Teichner tentou reproduzir o procedimento de Kistler na Universidade de Lyon na década de 1960, embora tenha levado semanas para produzir amostras menores de aerogel. Como alternativa, ele desenvolveu em 1968 o processo sol-gel usado hoje como um método padrão, que foi melhorado em 1986. O material de partida aqui é o tetrametil ortosilicato (TMOS) tóxico, que hidrolisa lentamente para orto ácido silícico e metanol de acordo com a equação da reação abaixo com uma quantidade definida de água após a adição de um catalisador.

Como resultado, a água é separada da sílica e o tetraedro de SiO2 é formado. Estes então rede para formar um gel. A secagem do alcogel resultante é novamente igual ao método Kistler, em que o metanol tem valores críticos de 239,4 ° C e 80,9 bar. As propriedades do aerogel assim formado, em particular estrutura e densidade, podem ser controladas pela escolha do catalisador, o pH ou a proporção das substâncias utilizadas, em particular do metanol. O procedimento é usado hoje em DESY e em Lund.

Outros procedimentos
Em outro processo, um grupo de pesquisa sob Arlon Hunt, da Universidade da Califórnia em Berkeley, produz peças de aerogel em vez do TMOS tóxico do ortossilicato de tetraetila (TEOS).Além disso, o etanol combustível é substituído pelo dióxido de carbono, o que consome muito tempo. Uma vantagem é a temperatura crítica relativamente baixa do dióxido de carbono a 31 ° C, o que facilita consideravelmente o processo de secagem.

Outro processo é utilizado na BASF em Ludwigshafen am Rhein, onde em particular são produzidos grânulos de aerogel (grânulos) com um diâmetro de cerca de um a seis milímetros e uma densidade de cerca de 200 kg / m3. O ácido sulfúrico e o silicato de sódio reagem pulverizando-os em um pistão com um bocal de mistura. Isso leva à formação de sais alcalinos, que devem ser lavados por um pós-processamento. A vantagem deste processo reside nos custos comparativamente mais baixos, a desvantagem é para ser vista no pior, em particular propriedades ópticas dos grânulos.

Aerogéis de carbono (CRF) são predominantemente produzidos pela pirólise de aerogels de resorcinol – formaldeído (RF). Na preparação dos aerogéis de resorcinol-formaldeído pode ser utilizada uma secagem de ar mais barata em vez de secagem supercrítica.

Aplicações
Uma vez que o índice de refração dos aerogéis está dentro de uma faixa que não é alcançável por gases, líquidos ou sólidos convencionais, eles desempenham um papel importante como o chamado material radiador para detectores Cherenkov; Aerogéis de carbono também por causa de sua alta condutividade elétrica e estabilidade na pesquisa de materiais para material de eletrodo em células primárias e de combustível, catalisadores de veículos e supercapacitores.

Meio de armazenamento
Devido à sua alta porosidade, os aerogéis foram inicialmente desenvolvidos com a intenção de conservar as possibilidades de armazenamento de gases e sólidos. Na década de 1960, os aerogéis foram testados quanto à sua adequação como meio de armazenamento para combustível de foguete líquido.

Filtrando
Devido à sua estrutura fina, os aerogéis podem ser usados ​​como matriz de coleta para as menores partículas de poeira. Eles foram, portanto, utilizados a bordo do “cometa poeira poeta comestível” Stardust. As partículas de poeira e moléculas presas são lentamente diminuídas no aerogel, de modo que não são destruídas termicamente. Então você conseguiu. uma. também pela primeira vez, sem trazer material de um cometa (Wild 2) para a Terra.

Isolamento térmico
Especialmente os aerogéis de silicato têm uma condutividade térmica muito baixa e, portanto, são freqüentemente usados ​​como material isolante para aplicações especiais (por exemplo, como isolamento térmico transparente); Desde o início de 2013, um correspondente emplastro especial com grânulos de aerogel adicionados foi vendido na Suíça.

Cosméticos e Cuidados com os Cabelos
Partículas de aerogel finas e hidrofóbicas feitas de sililatos de sílica são usadas, entre outras coisas, como pós fixadores em cosméticos e como pós de volume e estilo em produtos para os cabelos.

Farmacia
O aerogel de sílica farmaceuticamente é utilizado como uma secagem e solvente, bem como um transportador.

Os aerogéis são utilizados para uma variedade de aplicações:

Em 2004, foram vendidos cerca de US $ 25 milhões em produtos de isolamento de aerogel, que haviam crescido para cerca de US $ 500 milhões até 2013. Isso representa o impacto econômico mais substancial desses materiais atualmente. O potencial para substituir o isolamento convencional por soluções de aerogel no setor de construção e construção, bem como no isolamento industrial é bastante significativo.

Em forma granular para adicionar isolamento às clarabóias. O projeto 2007 Solar Decathlon House, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, usou um aerogel como isolante no teto semitransparente.

Um adsorvente químico para limpeza de derramamentos.
Um catalisador ou um catalisador.
Os aerogéis de sílica podem ser usados ​​em dispositivos de imagem, óptica e guias de luz.
Um material para filtração devido à sua alta área de superfície e porosidade, para ser usado na remoção de metais pesados.
Agentes espessantes em algumas tintas e cosméticos.
Como componentes em absorvedores de energia.
Alvos a laser para o National Ignition Facility dos Estados Unidos.
Um material usado em adaptadores de impedância para transdutores, alto-falantes e localizadores de alcance.
A fabricação comercial de “cobertores” de aerogel começou por volta de 2000, combinando o aerogel de sílica e o reforço fibroso que transforma o aerogel em um material durável e flexível. As propriedades mecânicas e térmicas do produto podem ser variadas com base na escolha de fibras de reforço, na matriz de aerogel e nos aditivos de opacificação incluídos no compósito.
A NASA usou um aerogel para capturar partículas de poeira espacial a bordo da espaçonave Stardust. As partículas vaporizam no impacto com sólidos e passam pelos gases, mas podem ficar presas nos aerogéis. A NASA também usou aerogel para isolamento térmico do Mars Rover e trajes espaciais.
A Marinha dos EUA está avaliando peças de aerogel como proteção térmica passiva para mergulhadores.
Na física de partículas como radiadores em detectores de efeito Cherenkov, como o sistema ACC do detector Belle, usado no Belle Experiment em KEKB. A adequação dos aerogéis é determinada pelo seu baixo índice de refração, preenchendo a lacuna entre gases e líquidos, e sua transparência e estado sólido, tornando-os mais fáceis de usar do que líquidos criogênicos ou gases comprimidos.Sua baixa massa também é vantajosa para missões espaciais.
Aerogéis de resorcinol-formaldeído (polímeros quimicamente similares às resinas de fenol-formaldeído) são utilizados como precursores para a fabricação de aerogéis de carbono, ou quando um isolante orgânico com grande superfície é desejado. Eles vêm como material de alta densidade, com área de superfície de cerca de 600 m2 / g.
Nanocompósitos de metal-aerogel preparados por impregnação do hidrogel com solução contendo íons de um metal de transição e irradiando o resultado com raios gama, precipitam nanopartículas do metal. Tais compósitos podem ser usados ​​como catalisadores, sensores, blindagem eletromagnética e na eliminação de resíduos. Um uso prospectivo de catalisadores de platina sobre carbono é em células de combustível.
Como um sistema de entrega de drogas devido à sua biocompatibilidade. Devido à sua alta área superficial e estrutura porosa, as drogas podem ser adsorvidas a partir do CO2 supercrítico. A taxa de liberação das drogas pode ser adaptada variando as propriedades do aerogel.
Aerogéis de carbono são utilizados na construção de pequenos supercapacitores eletroquímicos de dupla camada. Devido à alta área de superfície do aerogel, esses capacitores podem ter 1/2000 a 1/5000 do tamanho de capacitores eletrolíticos com classificação similar. Os supercapacitores de aerogel podem ter uma impedância muito baixa em comparação com supercapacitores normais e podem absorver ou produzir correntes de pico muito altas. Atualmente, tais capacitores são sensíveis à polaridade e precisam ser conectados em série para atingir uma tensão de trabalho maior que cerca de 2,75 V.
A Dunlop Sport utiliza aerogel em algumas das suas raquetes para ténis, squash e badminton.
Na purificação da água, os calcogéis mostraram-se promissores na absorção de poluentes de metais pesados, mercúrio, chumbo e cádmio da água.
O aerogel pode introduzir desordem em hélio-3 superfluido.
No degelo de aeronaves, uma nova proposta usa um aerogel de nanotubos de carbono. Um filamento fino é girado em um enrolador para criar um filme de 10 micrômetros de espessura, equivalente a uma folha A4 de papel. A quantidade de material necessária para cobrir as asas de um jato jumbo pesa 80 gramas. Os aquecedores de aerogel podem ser deixados ligados continuamente a baixa potência, para evitar a formação de gelo.
Túnel de transmissão de isolamento térmico do Chevrolet Corvette (C7).
O CamelBak usa o aerogel como isolamento em uma garrafa esportiva térmica.
45 North usa aerogel como isolamento de palma em suas luvas de ciclismo Sturmfist 5.

Segurança
Aerogéis baseados em sílica não são conhecidos como carcinogênicos ou tóxicos. No entanto, eles são um irritante mecânico para os olhos, pele, trato respiratório e sistema digestivo. Pequenas partículas de sílica podem causar silicose quando inaladas. Eles também podem induzir secura da pele, olhos e membranas mucosas. Portanto, recomenda-se o uso de equipamento de proteção, incluindo proteção respiratória, luvas e óculos de proteção, sempre que manusear ou processar aerogéis vazios.