Aerogel: Material Padat Paling Ringan, 99% Komposisinya Udara

Aerogel sebenarnya bukanlah material baru. Aerogel diciptakan oleh Dr. Samuel Stephens Kistler di antara tahun 1929 dan 1930. Dr. Kistler berasal Amerika Serikat, memulai studi doktoral dan penelitiannya di Stanford University pada 1927.

Aerogel | Image by Kevin Baird, Flickr

Seperti apa Aerogel?

Meskipun wujudnya terlihat seperti agar-agar, namun aerogel adalah material yang sangat padat. Aerogel adalah frame gel yang utuh, kering, sangat padat, dan berpori padat. Saat disentuh, permukaan aerogel terasa seperti permukaan Styrofoam, namun tidak lunak.

Material padat paling ringan di dunia

Aerogel, hingga saat ini memegang posisi sebagai benda padat paling ringan di dunia. Komposisi utamanya adalah udara sebesar >99.8% dari total volumenya.

Ada berbagai macam jenis aerogel, dan jenis aerogel teringan yang pernah diciptakan hingga saat ini adalah Aerographene atau dikenal juga sebagai graphene aerogel. Aerographene yang dikembangkan oleh peneliti dari Universitas Zhejiang ini memiliki kepadatan hanya 0.16 miligram per sentimeter kubik, atau setara dengan 160 gram per 1 meter kubik. Jika dibandingkan dengan udara, maka kepadatan Aerographene sekitar 7.5 lebih kecil dari udara. Saking ringannya, Aerographene dapat ditopang oleh benih bulu bunga dandelion. Mengesankan!

Pembuatan Aerogel

Aerogel dibuat dengan proses yang sangat rumit. Seperti namanya, awal mula pembuatan aerogel adalah sebuah gel. Gel memiliki sifat seperti cairan (seperti massa jenis) dan sifat seperti padatan (berbentuk tetap). Gel secara struktural seperti spons dapur, namun ukuran porinya 1000 hingga 1 juta lebih kecil dari spons dapur.

Setelah gel siap, gel kemudian “dikeringkan” untuk mengeluarkan komposisi air dalam gel dan menggantinya dengan komposisi udara. Proses mengeluarkan air atau ekstraksi air dari gel dilakukan dengan proses Supercritical Drying.

Supercritical Drying adalah teknik cerdas dan akurat untuk mengeluarkan cairan dari sebuah objek tanpa merusak objek tersebut (menghindari kembang kerut akibat air yang ditarik keluar). Supercritical Drying dalam pembuatan aerogel dilakukan didalam bejana tekan dengan tekanan dan suhu kritis akurat, dilakukan perlahan sehingga tidak merusak bentuk struktur gel.

Pemanfaatan Aerogel

Aerogel kali pertama dikomersialkan pada awal tahun 1950-an, digunakan dalam industri coating, bidang flatting dan insulation, militer hingga sipil (pengental salep untuk domba, pengental jelly bom Napalm, pembuatan karet silikon dll).

Aerogel juga digunakan dalam bidang antariksa. NASA menggunakan aerogel untuk “menangkap” partikel debu dalam misi Stardust, perjalanan menuju komet Wild 2. Saat Stardust bertemu dengan komet, maka dipastikan akan bertemu dengan partikel debu yang bergerak dengan kecepatan seperti peluru senapan. Aerogel dapat “menangkap” dan menahan dan menghentikan partikel halus debu tersebut tanpa merusak atau mengubah bentuk partikel debu dan komposisi kimianya.

Aerogel dengan sifat hydrophobic dapat digunakan untuk membersihkan pantai yang tercemar tumpahan minyak. Hydrophobic aerogel bekerja seperti spons dapur yang dapat menyerap cairan, bedanya Hydrophobic aerogel khusus untuk menyerap minyak. Metode ini berpotensi di masa mendatang untuk mengatasi tumpahan minyak di laut dengan efektif.

Sumber:

http://www.aerogel.org/

http://www.aerogeltechnologies.com/about/faqs/

https://www.nasa.gov/vision/earth/technologies/aerogel.html