Apa Zat Padat yang Paling Difusi?

Padatan yang paling menyebar adalah aerogel, yang dibuat dengan menggunakan gel konvensional pada pengeringan superkritis. Pengeringan superkritis memungkinkan cairan diekstraksi dari gel tanpa meruntuhkan matriks gel karena aksi kapiler. Pengeringan superkritis membutuhkan suhu dan tekanan tinggi (705 °F, 374 °C) dan tekanan (219 atmosfer). Ini memaksa cairan untuk memasuki keadaan yang tidak dapat dibedakan dari gas atau cairan (cairan superkritis), kemudian memanaskannya dan menyebabkannya berubah menjadi gas. Aksi kapiler dicegah dengan menghindari transisi langsung cair-ke-gas, seperti dalam penguapan. Aerogel ditemukan oleh Steven Kistler pada tahun 1931, diduga sebagai bagian dari taruhan dengan temannya untuk melihat siapa yang dapat mengekstrak cairan dari selai sambil tetap mempertahankan volumenya.

Aerogel adalah bahan yang luar biasa. Dijuluki “asap beku” karena penampilannya, aerogel sangat menyebar, terbuat dari 99.8% udara. Kepadatannya hanya 3 miligram per sentimeter kubik (3 kg per meter kubik), 0.3% kerapatan air. Aerogel 3780 kali lebih menyebar daripada timbal. Aerogel silikon ditampilkan dalam 15 entri yang luar biasa di Guinness Book of Records, termasuk isolator termal padat dan terbaik yang paling menyebar. Aerogel baru-baru ini digunakan oleh NASA dalam misi penyelidikan Stardust untuk menangkap potongan-potongan kecil komet Wild 2.

Meskipun kepadatannya rendah, aerogel dapat dengan mudah ditangani. Dipenuhi dengan lubang 100 nanometer, ia memiliki luas permukaan yang besar, sehingga ideal untuk superkapasitor. Aerogel adalah isolator termal yang luar biasa sehingga lapisan tipisnya dapat melindungi korek api agar tidak tersulut oleh obor las. Kemampuan insulasinya yang tinggi telah menyebabkannya diusulkan untuk digunakan dalam pakaian luar angkasa dan untuk baju besi militer.

Aerogel dapat dibuat dengan menggunakan berbagai bahan awal, termasuk silikon, alumina, kromia, oksida timah, dan baru-baru ini, karbon. Menggunakan nanotube karbon, ilmuwan material telah menciptakan aerogel yang disebut karbon nanofoam, yang hanya memiliki 1% kepadatan aerogel yang diproduksi sebelumnya, dengan hanya beberapa kali kepadatan udara. Karbon nanofoam benar-benar padatan yang paling menyebar.