Melhor resposta
Balões de silicone existem. Pelo que eu sei, eles são usados, pelo menos principalmente, em aplicações médicas (ex: angioplastia), uma vez que não são alérgicos e não causam muitas complicações no corpo.
Se você for perguntando sobre balões de brinquedo / decorativos, o desafio é apenas que os balões de borracha sem látex não se comportam da mesma maneira que os balões de látex natural. Isso não significa que não seja possível fazê-los. Já vi amostras experimentais de balões de borracha sem látex (sem silicone), mas, pelo que sei, eles nunca chegaram ao mercado. Eles não tinham a mesma aparência ou sensação e, portanto, não seriam uma substituição direta dos balões de festa que temos agora. Mas eles certamente podem ser feitos.
Resposta
Para simplificar, vamos ignorar o peso do revestimento do balão: quanto maior o balão, menos ele conta quando comparado ao peso do gás contém. Suponhamos também que o balão seja capaz de se expandir sem limites, de modo que a pressão do gás interno seja sempre igual à da atmosfera circundante. Suponhamos também que o material de revestimento não absorve a luz do sol, de modo que o gás não é aquecido pelo sol mais do que a atmosfera.
O balão vai subir “desde que sua massa seja menor que a massa de gás atmosférico deslocado por sua presença ”, o que é outra forma de dizer“ desde que sua densidade seja menor que a do gás atmosférico ”.
Supondo que o i a lei do gás de acordo vale para o nosso gás, então sua densidade será proporcional a M * P / T, onde P é a pressão, T é a temperatura em kelvin, M é a massa molar (que é uma medida da massa de uma única molécula do gás). Com nossas suposições, P e T seriam iguais para o gás e a atmosfera circundante, portanto, o balão é menos denso que a atmosfera (e, portanto, aumentará) se e somente se sua massa molar for menor que a massa molar da atmosfera em dessa altura.
Aqui está um gráfico da composição atmosférica em função da altura derivada do modelo NASA MSIE E-90 ( A composição da atmosfera da Terra com A elevação é a fonte).
Se você usasse hélio puro, poderia chegar a altitudes próximas a 1000 km , graças ao fato de ainda haver um pouco de oxigênio que torna a atmosfera ali mais pesada. Em altitudes muito altas, se aproximando de 1000km, a atmosfera é basicamente apenas hélio, portanto a única forma de obter uma massa molar inferior é usando hidrogênio (nessas condições seria na forma de um gás monoatômico): com isso você poderia chegar a camada mais alta da atmosfera, onde a composição é basicamente apenas hidrogênio.
Portanto, não, você certamente não poderia sair da atmosfera, porque conforme você sobe, ela será eventualmente composta da substância mais leve existente.
Vamos supor que poderíamos encher o balão literalmente com nada e ainda mantê-lo inflado; então não poderíamos mais ignorar a massa do revestimento, pois seria a mesma que a massa de todo o balão: então, vamos fazer o próprio revestimento de hidrogênio. Ainda assim, o balão alcançaria o topo da camada de hidrogênio da atmosfera (o fato de conter algum vazio lhe confere uma densidade menor do que o próprio hidrogênio), mas ainda assim permaneceria, porque sua massa diferente de zero implicaria em atração para terra.