2. II - Propriétés des aérogels

2.1. Définitions

Un sol est une solution colloïdale limpide dont les micelles ont des tailles allant de 5 à 100 nm. Ces micelles résultent d’une condensation tridimensionnelle de motifs tels que Si(OH)4 ou Zr(OH)4 et portent une charge extérieure négative qui empêche leur coagulation en particules plurimicellaires.[13]

Un gel est un système biphasique solide - liquide thermodynamiquement stable constitué d'un double réseau interpénétré continu tridimensionnel, l'un solide et l’autree second liquide. Il provient de l’agglomération des micelles constituant le sol. C’est une matrice poreuse dans laquelle se trouvent des molécules de solvant.[24]

Un aérogel est un gel qui a été séché de façon à ce que la structure du gel de départ soit conservée. Le liquide localisé dans les interstices des parties solides a été remplacé par de l'air.

2.2. Préparation

La formation d’un aérogel nécessite l’accomplissement de 3 phases : la gélification, ; le vieillissement du gel et enfin le séchage du gel (figure 1.).[35]

L’idée de base de ce procédé est de gélifier un sol et de créer progressivement un réseau tridimensionnel d’oxyde par une étape d’hydrolyse suivie d’une étape de polymérisation ou polycondensation du précurseur. On obtient ainsi des espèces de plus en plus rigides (ex. gels de silice) ou élastiques élastiques (ex.comme la gélatine). Un traitement thermique de séchage et de densification de ce gel conduit ensuite au matériau.[46]

Figure 1. Synthèse d’un aérogel

2.2.1. Etapes de gélification et de vieillissement

La préparation des gels minéraux fait intervenir des réactions de polycondensation. Deux voies sont utilisées, la voie inorganique et la voie organométallique.[57]

Voie inorganique : cette voieelle utilise des sels métalliques MXn dans lesquels un métal M est relié à n anions X. En solution aqueuse, ces précurseurs deviennent des un mélange d’espèces ioniques ioniques de formule