Aerogeles con cúpula con superelasticidad a temperaturas muy altas superiores a 2273 K

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Los aerogeles poseen alta porosidad y baja densidad, pero sufren de inestabilidad estructural en condiciones extremas.
• Los aerogeles existentes tienen un rendimiento termomecánico y un rango de temperaturas limitados.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar aerogeles ultraligeros con una elasticidad superior y una estabilidad estructural en un amplio rango de temperaturas.
• Investigar el potencial de las nuevas estructuras de aerogel para aplicaciones termomecánicas extremas.

Principales métodos:

• Se empleó un método químico de canal confinado bidimensional para sintetizar 194 tipos de aerogeles con cúpula.
• Se realizó la caracterización de la elasticidad, la superelasticidad, la resistencia al choque térmico y la conductividad térmica.

Principales resultados:

• Los aerogeles sintetizados exhiben una elasticidad superior desde 4,2 K hasta 2273 K.
• Se ha demostrado una superelasticidad bajo una tensión del 99% durante 20.000 ciclos y una resistencia al choque térmico a 2273 K durante 100 ciclos.
• Los aerogeles de carburo de alta entropía mostraron una baja conductividad térmica a altas temperaturas (por ejemplo, 171.1 mW·m^-1·K^-1 a 2273 K).

Conclusiones:

• Los aerogeles con células de cúpula desarrollados ofrecen elasticidad invariable a la temperatura y diversidad química.
• Estos aerogeles avanzados muestran una promesa significativa para aplicaciones en termomecánica extrema, incluido el aislamiento térmico y la exploración espacial.