Ključna razlika med aerogelom in kserogelom je, da aerogeli nastanejo, ko se tekočina iz gela ekstrahira v superkritičnem stanju, medtem ko se kserogel tvori, ko tekočina iz gela izhlapi pri sobni temperaturi.
Nano adsorbente na osnovi gela lahko na splošno razvrstimo v aerogel, hidrogel in kserogel. Aerogele in kserogele lahko opišemo kot posušene gele, ki lahko po procesu sušenja ohranijo svojo porozno teksturo. To zadrževanje je lahko popolno ali delno. Ti porozni geli imajo privlačne lastnosti, ki izhajajo iz izredne fleksibilnosti sol-gel obdelave. To lahko kombiniramo z različnimi tehnikami sušenja, kar lahko vodi do aerogelov ali kserogelov.
Kaj je Aerogel?
Aerogel lahko definiramo kot trdno snov, ki nastane iz gela s sušenjem v superkritičnem stanju. Postopek sušenja v aerogelih lahko opišemo kot sušenje z zamrzovanjem, superkritično sušenje ali sušenje pri atmosferskem tlaku. Aerogel je lahek material in ima veliko površino, ki se giblje med 200 – 1000 m2/g. Ima številne pomembne lastnosti, kot so:
- Velika količina nadzorovane porazdelitve velikosti por
- Visoka prevodnost
- Prosojnost
- Nizka gostota
- Fleksibilnost
- Nizka dielektrična konstanta
- Visoka mehanska trdnost
Slika 01: Viala z aerogelom
Zaradi teh lastnosti je aerogel močan kandidat za široko paleto aplikacij, kot je adsorpcija vodnih onesnaževalcev. Za primerjavo ima ta vrsta gela veliko površino in poroznost skupaj z velikim volumnom por. Obstajajo različne vrste aerogelov, vključno z aerogeli na osnovi grafena, aerogeli na osnovi silicijevega dioksida, aerogeli na osnovi zeolita itd. To so najpogostejši primeri aerogelov. Poleg tega je te aerogele mogoče enostavno spremeniti in funkcionalizirati, da se izboljša selektivno adsorpcijo preko elektrostatične interakcije.
Kaj je Xerogel?
Xerogel je trdna oblika gela, pridobljena s sušenjem z nemotenim krčenjem. Postopek sušenja kserogelov vključuje izhlapevanje topila pod standardnimi pogoji z uporabo običajnih metod. Xerogeli so mezoporozni materiali z visoko toplotno stabilnostjo. Najpomembnejše lastnosti xerogela so naslednje:
- Netoksično
- Stroškovno učinkovito
- Biokompatibilno
- Visoka površina
- Visoka poroznost
- Lahko se enostavno spremeni
Najpogostejši primeri kserogelov so kserogeli na osnovi ogljika in aerogeli na osnovi silicijevega dioksida. To so večinoma študije za čiščenje vode.
Slika 02: Porozni Xerogel
Če upoštevamo postopek sušenja, se alkogel ali hidrogel, ki je pridobljen iz drugega postopka, pretvori v kserogel. Pri tem procesu se prostornina zmanjša za količino, ki je enaka prostornini tekočine, ki se izgubi z izhlapevanjem. Poleg tega pride do krčenja gela zaradi kapilarnih sil, ki jih tekočina za polnjenje por izvaja na steno pore. To je stopnja, kjer pride do največjih sprememb v volumnu, teži, gostoti in strukturi. Nato se lahko krčenje preneha, ker je mreža posušenega gela dosegla precejšnjo togost.
Kakšna je razlika med aerogelom in Xerogelom?
Ključna razlika med aerogelom in kserogelom je v tem, da aerogeli nastanejo, ko se tekočina iz gela ekstrahira v superkritičnem stanju, medtem ko kserogel nastane, ko tekočina iz gela izhlapi pri sobni temperaturi. Poleg tega ima aerogel sorazmerno večjo površino kot kserogel.
Spodnja infografika prikazuje razlike med aerogelom in kserogelom v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – Aerogel proti Xerogelu
Aerogel in xerogel sta pomembni vrsti trdnih gelastih materialov. Ključna razlika med aerogelom in kserogelom je, da aerogeli nastanejo, ko se tekočina iz gela ekstrahira v superkritičnem stanju, medtem ko se kserogel tvori, ko tekočina iz gela izhlapi pri sobni temperaturi.
