Klíčový rozdíl mezi aerogelem a xerogelem je ten, že aerogely se tvoří, když je kapalina z gelu extrahována v superkritickém stavu, zatímco xerogel se tvoří, když se kapalina z gelu odpařuje při pokojové teplotě.
Nano adsorbenty na gelové bázi lze obecně rozdělit na aerogel, hydrogel a xerogel. Aerogely a xerogely můžeme popsat jako sušené gely, které si po procesu sušení mohou zachovat svou porézní texturu. Toto zadržení může být úplné nebo částečné. Tyto porézní gely mají atraktivní vlastnosti, které vyplývají z mimořádné flexibility zpracování sol-gel. Můžeme to kombinovat s různými technikami sušení, které mohou vést k aerogelům nebo xerogelům.
Co je Aerogel?
Aerogel lze definovat jako pevnou látku, která vzniká z gelu sušením v superkritickém stavu. Proces sušení v aerogelech lze popsat jako lyofilizaci, superkritické sušení nebo sušení za okolního tlaku. Aerogel je lehký materiál a vykazuje velkou plochu, která se pohybuje mezi 200 – 1000 m2/g. Má mnoho důležitých vlastností jako:
- Velké množství kontrolované distribuce velikosti pórů
- Vysoká vodivost
- Transparentnost
- Nízká hustota
- Flexibilita
- Nízká dielektrická konstanta
- Vysoká mechanická pevnost
Obrázek 01: Lahvička aerogelu
Tyto vlastnosti dělají z aerogelu silného kandidáta pro širokou škálu aplikací, jako je adsorpce kontaminantů vody. Ve srovnání s tím tento typ gelu vykazuje velký povrch a poréznost spolu s velkým objemem pórů. Existují různé typy aerogelů, včetně aerogelů na bázi grafenu, aerogelů na bázi oxidu křemičitého, aerogelů na bázi zeolitu atd. Toto jsou nejběžnější příklady aerogelů. Navíc lze tyto aerogely snadno modifikovat a funkcionalizovat, aby se zlepšila selektivní adsorpce prostřednictvím elektrostatické interakce.
Co je Xerogel?
Xerogel je pevná forma gelu získaná sušením s nerušeným smrštěním. Proces sušení xerogelů zahrnuje odpařování rozpouštědla za standardních podmínek za použití konvenčních metod. Xerogely jsou mezoporézní materiály s vysokou tepelnou stabilitou. Nejdůležitější vlastnosti xerogelu jsou následující:
- Netoxický
- Nákladově efektivní
- Biokompatibilní
- Velká plocha
- Vysoká pórovitost
- Lze snadno upravit
Nejběžnějšími příklady xerogelů jsou xerogely na bázi uhlíku a aerogely na bázi oxidu křemičitého. Jedná se většinou o studie na čištění vody.
Obrázek 02: Porézní xerogel
Při zvažování procesu sušení se alkogel nebo hydrogel získaný jiným procesem přemění na xerogel. Při tomto procesu se objem zmenší o množství, které se rovná objemu kapaliny, která se ztrácí odpařováním. Navíc ke smrštění gelu dochází v důsledku kapilárních sil, které jsou vyvíjeny kapalinou vyplňující póry na stěnu pórů. Toto je fáze, kdy dochází k největším změnám objemu, hmotnosti, hustoty a struktury. Poté může smrštění ustat, protože vysušená gelová síť dosáhla určité značné tuhosti.
Jaký je rozdíl mezi aerogelem a xerogelem?
Klíčový rozdíl mezi aerogelem a xerogelem je v tom, že aerogely se tvoří, když je kapalina z gelu extrahována v superkritickém stavu, zatímco xerogel se tvoří, když se kapalina z gelu odpařuje při pokojové teplotě. Aerogel má navíc srovnatelně větší povrch než xerogel.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi aerogelem a xerogelem ve formě tabulky pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Aerogel vs Xerogel
Aerogel a xerogel jsou důležité typy pevných gelových materiálů. Klíčový rozdíl mezi aerogelem a xerogelem je v tom, že aerogely se tvoří, když je kapalina z gelu extrahována v superkritickém stavu, zatímco xerogel se tvoří, když se kapalina z gelu odpařuje při pokojové teplotě.
