Traditionelle Aerogele bestehen im Wesentlichen aus aufgeschäumtem und dann trickreich getrocknetem Wasserglas, jener Substanz, mit der Großmutter einst Sol-Eier konservierte. Aerogel-Artiges gibt es seit jeher auch beim Bäcker unter dem Namen "Baiser". Das ist gezuckertes, aufgeschäumtes Eiklar, gebacken. Der Name "Baiser" kommt aus dem Französischen und bedeutet "Küsschen", und wer das in die Hand nimmt, spürt, wie die Finger warm werden. Das liegt daran, dass die Luft im Baiser in Millionen mikroskopisch feine Bläschen eingeschlossen ist. Dadurch kann sie nicht zirkulieren, keine Wärme tauschen, das Baiser ist ein Wärmeisolator, wie Styropor, oder eben ein Aerogel. Aerogele haben eine sehr geringe Dichte, und das war die Schlüsseleigenschaft für ihre Verwendung als Staubfänger
"Die Teilchen sind ja da mit Geschwindigkeiten von zehn oder zwanzig Kilometern pro Sekunde in das Aerogel eingetreten, und wären in einem normalen Material völlig zerquetscht worden. Und dadurch, dass das Aerogel eben so luftig, so leicht ist, werden sie allmählich abgebremst und man kann sie dann finden, zumal eben das Aerogel durchsichtig ist."
Sagt Physikprofessor Jochen Fricke, am Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung lange mit Aerogelforschung befasst und in die Vorbereitung der Staubfangmission eingebunden. Die eigentliche irdische Mission von Aerogelen sieht Fricke in der Wärmedämmung für Gebäude:
"Aerogele sind ja schon in den dreißiger Jahren von Samuel Kistler zum ersten Mal gemacht worden, lange Geschichte mit vielen Aufs und Abs, und heute ist es so, dass die Firma Cabot auf dem Hoechst-Gelände in Frankfurt Aerogele in kleinen Mengen herstellt, und diese werden in transluzente Fassadenelemente eingebaut. Das heißt also Fassadenelemente, die ein sehr weiches, blendfreies Licht geben und eine exzellente Wärmedämmung. Sie sind nano-strukturiert, das heißt die Poren sind sehr, sehr klein, und das führt dazu, dass man ein Plus sozusagen auf die Wärmedämmung drauf bekommt, also die Wärmedämmung von Aerogelen ist in Luft ungefähr doppelt so effizient wie die von Polystyrol oder von Polyuretan."
Polystyrol ist besser unter dem Handelsnamen "Styropor" bekannt. Die Nanoporosität eines Aerogels hat auch den Effekt, dass Licht – anders als beim gröber porösen Baiser - weitgehend ungehindert passieren kann, es wird lediglich durch die so genannte Rayleigh-Streuung berührt:
"Das färbt die Materialien in gewisser Weise so wie den Himmel, nämlich himmelblau, und das durchgehende Licht ist dann gelblich-rötlich, so wie beim Sonnenuntergang auch. Aber das Material ist lichtdurchlässig und man kann es sogar durchsichtig machen."
Die wechselvolle Geschichte der Aerogele ist mit der Stardust-Mission nicht zu Ende, derzeit ziehen Aerogele aus Kohlenstoff in die Leistungselektronik etwa des Elektroautos ein. Die können ihre Elektromotoren beim Abbremsen als Stromgeneratoren schalten. Die entstehenden Stromspitzen werden mit "Supercaps" genannten Aerogel-Kondensatoren aufgefangen und später wieder für das Beschleunigen eingespeist.
"Die Teilchen sind ja da mit Geschwindigkeiten von zehn oder zwanzig Kilometern pro Sekunde in das Aerogel eingetreten, und wären in einem normalen Material völlig zerquetscht worden. Und dadurch, dass das Aerogel eben so luftig, so leicht ist, werden sie allmählich abgebremst und man kann sie dann finden, zumal eben das Aerogel durchsichtig ist."
Sagt Physikprofessor Jochen Fricke, am Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung lange mit Aerogelforschung befasst und in die Vorbereitung der Staubfangmission eingebunden. Die eigentliche irdische Mission von Aerogelen sieht Fricke in der Wärmedämmung für Gebäude:
"Aerogele sind ja schon in den dreißiger Jahren von Samuel Kistler zum ersten Mal gemacht worden, lange Geschichte mit vielen Aufs und Abs, und heute ist es so, dass die Firma Cabot auf dem Hoechst-Gelände in Frankfurt Aerogele in kleinen Mengen herstellt, und diese werden in transluzente Fassadenelemente eingebaut. Das heißt also Fassadenelemente, die ein sehr weiches, blendfreies Licht geben und eine exzellente Wärmedämmung. Sie sind nano-strukturiert, das heißt die Poren sind sehr, sehr klein, und das führt dazu, dass man ein Plus sozusagen auf die Wärmedämmung drauf bekommt, also die Wärmedämmung von Aerogelen ist in Luft ungefähr doppelt so effizient wie die von Polystyrol oder von Polyuretan."
Polystyrol ist besser unter dem Handelsnamen "Styropor" bekannt. Die Nanoporosität eines Aerogels hat auch den Effekt, dass Licht – anders als beim gröber porösen Baiser - weitgehend ungehindert passieren kann, es wird lediglich durch die so genannte Rayleigh-Streuung berührt:
"Das färbt die Materialien in gewisser Weise so wie den Himmel, nämlich himmelblau, und das durchgehende Licht ist dann gelblich-rötlich, so wie beim Sonnenuntergang auch. Aber das Material ist lichtdurchlässig und man kann es sogar durchsichtig machen."
Die wechselvolle Geschichte der Aerogele ist mit der Stardust-Mission nicht zu Ende, derzeit ziehen Aerogele aus Kohlenstoff in die Leistungselektronik etwa des Elektroautos ein. Die können ihre Elektromotoren beim Abbremsen als Stromgeneratoren schalten. Die entstehenden Stromspitzen werden mit "Supercaps" genannten Aerogel-Kondensatoren aufgefangen und später wieder für das Beschleunigen eingespeist.