Ключовата разлика между аерогел и ксерогел е, че аерогеловете се образуват, когато течността от гела се екстрахира в суперкритично състояние, докато ксерогелът се образува, когато течността от гела се изпари при стайна температура.
Нано адсорбентите на основата на гел могат да бъдат широко класифицирани като аерогел, хидрогел и ксерогел. Можем да опишем аерогеловете и ксерогеловете като изсушени гелове, които могат да запазят своята пореста текстура след процеса на сушене. Това задържане може да бъде пълно или частично. Тези порести гелове имат атрактивни свойства, произтичащи от изключителната гъвкавост на зол-гел обработката. Можем да комбинираме това с различни техники за сушене, което може да доведе до аерогелове или ксерогелове.
Какво е Aerogel?
Аерогелът може да се дефинира като твърдо вещество, което се образува от гел чрез изсушаване в суперкритично състояние. Процесът на сушене в аерогеловете може да се опише като сушене чрез замразяване, суперкритично сушене или сушене под налягане на околната среда. Аерогелът е лек материал и показва голяма повърхностна площ, която варира между 200 – 1000 m2/g. Той има много важни свойства като:
- Голямо количество контролирано разпределение на размера на порите
- Висока проводимост
- Прозрачност
- Ниска плътност
- Гъвкавост
- Ниска диелектрична константа
- Висока механична якост
Фигура 01: Флакон с аерогел
Тези свойства правят аерогела мощен кандидат за широк спектър от приложения, като например адсорбция на водни замърсители. Сравнително този тип гел показва голяма повърхностна площ и порьозност заедно с голям обем на порите. Има различни видове аерогелове, включително аерогели на базата на графен, аерогели на базата на силициев диоксид, аерогели на базата на зеолит и др. Това са най-често срещаните примери за аерогели. Освен това, тези аерогелове могат лесно да бъдат модифицирани и функционализирани, за да се подобри селективната адсорбция чрез електростатично взаимодействие.
Какво е Xerogel?
Xerogel е твърда форма на гел, получена чрез изсушаване с безпрепятствено свиване. Процесът на сушене на ксерогелове включва изпаряване на разтворителя при стандартни условия, като се използват конвенционални методи. Ксерогелите са мезопорести материали с висока термична стабилност. Най-важните свойства на ксерогела са следните:
- Нетоксични
- Рентабилно
- Биосъвместим
- Голяма площ
- Висока порьозност
- Може лесно да се променя
Най-често срещаните примери за ксерогелове са базирани на въглерод ксерогелове и аерогелове на основата на силициев диоксид. Това са предимно проучвания за пречистване на водата.
Фигура 02: Порест Xerogel
Когато се има предвид процесът на сушене, алкогелът или хидрогелът, получен от друг процес, се превръща в ксерогел. При този процес обемът намалява с количество, което е равно на обема на течността, която се губи при изпаряване. Освен това, свиването на гела се получава поради капилярните сили, които се упражняват от запълващата порите течност към стената на порите. Това е етапът, в който настъпват най-големите промени в обема, теглото, плътността и структурата. След това свиването може да спре, тъй като мрежата от изсъхнал гел е достигнала значителна твърдост.
Каква е разликата между Airgel и Xerogel?
Ключовата разлика между аерогел и ксерогел е, че аерогеловете се образуват, когато течността от гела се екстрахира в суперкритично състояние, докато ксерогелът се образува, когато течността от гела се изпари при стайна температура. Освен това аерогелът има сравнително по-голяма повърхност от ксерогела.
Инфографиката по-долу представя разликите между аерогел и ксерогел в таблична форма за паралелно сравнение.
Резюме – Airgel срещу Xerogel
Aerogel и xerogel са важни видове твърди гелообразни материали. Ключовата разлика между аерогел и ксерогел е, че аерогеловете се образуват, когато течността от гела се екстрахира в суперкритично състояние, докато ксерогелът се образува, когато течността от гела се изпари при стайна температура.
