Kluczowa różnica między aerożelem a kserożelem polega na tym, że aerożele tworzą się, gdy ciecz z żelu jest ekstrahowana w stanie nadkrytycznym, podczas gdy kserożel tworzy się, gdy ciecz z żelu odparowuje w temperaturze pokojowej.
Nanoadsorbenty na bazie żelu można ogólnie podzielić na aerożel, hydrożel i kserożel. Aerożele i kserożele możemy opisać jako wysuszone żele, które mogą zachować swoją porowatą teksturę po procesie suszenia. To zatrzymanie może być całkowite lub częściowe. Te porowate żele mają atrakcyjne właściwości, które wynikają z niezwykłej elastyczności przetwarzania zol-żel. Możemy to łączyć z różnymi technikami suszenia, co może prowadzić do powstania aerożeli lub kserożeli.
Co to jest Aerożel?
Aerożel można zdefiniować jako ciało stałe, które tworzy się z żelu przez suszenie w stanie nadkrytycznym. Proces suszenia aerożeli można opisać jako liofilizację, suszenie nadkrytyczne lub suszenie pod ciśnieniem otoczenia. Aerożel jest lekkim materiałem o dużej powierzchni, która waha się między 200 – 1000 m2/g. Posiada wiele ważnych właściwości, takich jak:
- Duża ilość kontrolowanego rozkładu wielkości porów
- Wysoka przewodność
- Przejrzystość
- Niska gęstość
- Elastyczność
- Niska stała dielektryczna
- Wysoka wytrzymałość mechaniczna
Rysunek 01: Fiolka Aerożelu
Te właściwości sprawiają, że aerożel jest silnym kandydatem do szerokiego zakresu zastosowań, takich jak adsorpcja zanieczyszczeń wody. Dla porównania, ten rodzaj żelu charakteryzuje się dużą powierzchnią i porowatością oraz dużą objętością porów. Istnieją różne rodzaje aerożeli, w tym aerożele na bazie grafenu, aerożele na bazie krzemionki, aerożele na bazie zeolitów itp. Są to najczęstsze przykłady aerożeli. Ponadto aerożele te można łatwo modyfikować i funkcjonalizować w celu poprawy selektywnej adsorpcji poprzez oddziaływanie elektrostatyczne.
Co to jest Xerogel?
Xerogel to stała forma żelu otrzymywana przez suszenie o nieskrępowanym skurczu. Proces suszenia kserożeli obejmuje odparowanie rozpuszczalnika w standardowych warunkach przy użyciu konwencjonalnych metod. Kserożele to mezoporowate materiały o wysokiej stabilności termicznej. Najważniejsze właściwości kserożelu to:
- Nietoksyczny
- Opłacalne
- Biokompatybilny
- Wysoka powierzchnia
- Wysoka porowatość
- Można łatwo modyfikować
Najczęstszymi przykładami kserożeli są kserożele węglowe i aerożele krzemionkowe. Są to głównie badania dotyczące oczyszczania wody.
Rysunek 02: Porowaty kserożel
Rozważając proces suszenia, alkożel lub hydrożel uzyskany w innym procesie jest przekształcany w kserożel. W tym procesie objętość zmniejsza się o ilość równą objętości cieczy utraconej w wyniku parowania. Ponadto kurczenie się żelu następuje z powodu sił kapilarnych wywieranych przez ciecz wypełniającą pory na ściankę porów. Na tym etapie zachodzą największe zmiany objętości, wagi, gęstości i struktury. Następnie skurcz może ustać, ponieważ wysuszona sieć żelowa osiągnęła pewną znaczną sztywność.
Jaka jest różnica między aerogelem a Xerogelem?
Kluczowa różnica między aerożelem a kserożelem polega na tym, że aerożele tworzą się, gdy ciecz z żelu jest ekstrahowana w stanie nadkrytycznym, podczas gdy kserożel tworzy się, gdy ciecz z żelu odparowuje w temperaturze pokojowej. Ponadto aerożel ma stosunkowo większą powierzchnię niż xerożel.
Poniższa infografika przedstawia różnice między aerożelem i kserożelem w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – Aerożel kontra Xerożel
Aerożel i kserożel to ważne typy stałych materiałów żelowych. Kluczowa różnica między aerożelem a kserożelem polega na tym, że aerożele tworzą się, gdy ciecz z żelu jest ekstrahowana w stanie nadkrytycznym, podczas gdy kserożel tworzy się, gdy ciecz z żelu odparowuje w temperaturze pokojowej.
