Aerogeles de nanocompuestos basados en sílice súper negros con patrones tridimensionales
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Updated: Jul 11, 2026
06:54
Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method
Published on: February 28, 2014
21.2K
Zhiyang Zhao1,2, Romain Civioc1, Wei Liu2
1Laboratory for Building Energy Materials and Components, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, 8600, Empa, Dübendorf, Switzerland.
Nano-micro letters
|August 20, 2025
Resumen
Los investigadores desarrollaron aerogeles súper negros imprimibles en 3D combinando materiales de sílice y carbono. Estos aerogeles avanzados ofrecen un aislamiento térmico excepcional y una alta eficiencia de conversión fototérmica para aplicaciones como la producción de agua solar.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Nanotecnología
- Compuestos avanzados
Sus antecedentes:
- Los aerogeles son materiales ultraligeros y porosos conocidos por su excelente aislamiento térmico.
- Su nanoestructura puede mejorar la absorción de luz cuando se combina con materiales específicos.
- El desarrollo de materiales multifuncionales con propiedades sintonizables es un área de investigación en curso.
Objetivo del estudio:
- Para crear aerogeles compuestos súper negros imprimibles en 3D con propiedades fototérmicas mejoradas.
- Optimizar la relación entre sílice y resorcinol-formaldehído (RF) para mejorar las características del material.
- Investigar las propiedades térmicas, ópticas y eléctricas de los aerogeles de sílice-carbono resultantes.
Principales métodos:
- Incorporación de partículas de aerogel de sílice mesoporosa en una solución de resorcinol-formaldehído (RF).
- Optimización de la relación entre sílice y RF para la impresión 3D con tinta directa (DIW).
- Pirólisis de los cuerpos verdes impresos para formar compuestos de aerogel de sílice y carbono.
Principales resultados:
- Se lograron recubrimientos uniformes de carbono en las paredes de los poros de sílice con una carga de sílice optimizada.
- Demostró una excelente fidelidad de forma y resistencia mecánica en estructuras impresas en 3D.
- Se obtiene una coloración súper negra (99,56% de absorción) y una alta eficiencia de conversión fototérmica (94,2%).
- Se ha confirmado una conductividad eléctrica estable y una baja impedancia electroquímica de los aerogeles de sílice y carbono.
Conclusiones:
- Los aerogeles de sílice-carbono imprimibles en 3D desarrollados exhiben propiedades supernegras y fototérmicas sinérgicas.
- Estos materiales son muy versátiles para aplicaciones multifuncionales, incluida la gestión térmica y la producción de agua impulsada por energía solar.
