აეროგელსა და ქსეროგელს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ აეროგელი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც გელის სითხე გამოიყოფა სუპერკრიტიკულ მდგომარეობაში, ხოლო ქსეროგელი იქმნება, როდესაც გელის სითხე აორთქლდება ოთახის ტემპერატურაზე.
გელზე დაფუძნებული ნანოადსორბენტები შეიძლება დაიყოს აეროგელად, ჰიდროგელად და ქსეროგელად. ჩვენ შეგვიძლია აღვწეროთ აეროგელები და ქსეროგელები, როგორც გამხმარი გელები, რომლებსაც შეუძლიათ შეინარჩუნონ ფოროვანი ტექსტურა გაშრობის პროცესის შემდეგ. ეს შეკავება შეიძლება იყოს სრული ან ნაწილობრივი. ამ ფოროვან გელებს აქვთ მიმზიდველი თვისებები, რომლებიც წარმოიქმნება სოლ-გელის დამუშავების არაჩვეულებრივი მოქნილობისგან. ჩვენ შეგვიძლია გავაერთიანოთ ეს სხვადასხვა გაშრობის ტექნიკასთან, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს აეროგელები ან ქსეროგელები.
რა არის აეროგელი?
აეროგელი შეიძლება განისაზღვროს, როგორც მყარი, რომელიც წარმოიქმნება გელისგან სუპერკრიტიკულ მდგომარეობაში გაშრობით. აეროგელებში გაშრობის პროცესი შეიძლება შეფასდეს, როგორც ყინვაში გაშრობა, სუპერკრიტიკული გაშრობა ან გარემო წნევის გაშრობა. აეროგელი არის მსუბუქი მასალა და აქვს დიდი ზედაპირის ფართობი, რომელიც მერყეობს 200 – 1000 მ2/გ. მას აქვს მრავალი მნიშვნელოვანი თვისება, როგორიცაა:
- დიდი რაოდენობით კონტროლირებადი ფორების ზომის განაწილება
- მაღალი გამტარობა
- გამჭვირვალობა
- დაბალი სიმკვრივე
- მოქნილობა
- დაბალი დიელექტრიკული მუდმივი
- მაღალი მექანიკური სიმტკიცე
სურათი 01: აეროგელის ფლაკონი
ეს თვისებები ხდის აეროგელს ძლიერ კანდიდატად გამოყენების ფართო სპექტრისთვის, როგორიცაა წყლის დამაბინძურებლების ადსორბცია. შედარებით, ამ ტიპის გელი ავლენს დიდი ზედაპირის ფართობს და ფორიანობას დიდ ფორებთან ერთად. არსებობს აეროგელების სხვადასხვა სახეობა, მათ შორის გრაფენზე დაფუძნებული აეროგელი, სილიციუმის დიოქსიდი აეროგელები, ცეოლითზე დაფუძნებული აეროგელები და ა.შ. ეს არის აეროგელების ყველაზე გავრცელებული მაგალითები. გარდა ამისა, ამ აეროგელების ადვილად მოდიფიცირება და ფუნქციონირება შესაძლებელია ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების გზით სელექციური ადსორბციის გასაუმჯობესებლად.
რა არის ქსეროგელი?
ქსეროგელი არის გელის მყარი ფორმა, რომელიც მიიღება მისი შეუფერხებელი შეკუმშვით გაშრობით. ქსეროგელების გაშრობის პროცესი გულისხმობს გამხსნელის აორთქლებას სტანდარტულ პირობებში ჩვეულებრივი მეთოდების გამოყენებით. Xerogels არის მეზოფორიანი მასალები, რომლებსაც აქვთ მაღალი თერმული სტაბილურობა. ქსეროგელის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებები შემდეგია:
- არატოქსიკური
- ეფექტური
- ბიოთავსებადი
- მაღალი ზედაპირი
- მაღალი ფორიანობა
- ადვილად შეიძლება შეიცვალოს
ქსეროგელების ყველაზე გავრცელებული მაგალითებია ნახშირბადზე დაფუძნებული ქსეროგელები და სილიციუმზე დაფუძნებული აეროგელები. ეს ძირითადად წყლის გაწმენდის კვლევებია.
სურათი 02: ფოროვანი ქსეროგელი
გაშრობის პროცესის განხილვისას, სხვა პროცესიდან მიღებული ალკოგელი ან ჰიდროგელი გარდაიქმნება ქსეროგელად. ამ პროცესში მოცულობა მცირდება იმ რაოდენობით, რომელიც უდრის აორთქლების შედეგად დაკარგული სითხის მოცულობას. უფრო მეტიც, გელის შეკუმშვა ხდება კაპილარული ძალების გამო, რომელსაც ფორების შემავსებელი სითხე აწვება ფორების კედელზე. ეს არის ეტაპი, სადაც ხდება ყველაზე დიდი ცვლილებები მოცულობაში, წონაში, სიმკვრივესა და სტრუქტურაში.ამის შემდეგ, შეკუმშვა შეიძლება შეწყდეს, რადგან გამხმარი გელის ქსელმა მიაღწია მნიშვნელოვან სიმტკიცეს.
რა განსხვავებაა Airgel-სა და Xerogel-ს შორის?
აეროგელსა და ქსეროგელს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ აეროგელი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც გელის სითხე გამოიყოფა სუპერკრიტიკულ მდგომარეობაში, ხოლო ქსეროგელი იქმნება, როდესაც გელის სითხე აორთქლდება ოთახის ტემპერატურაზე. უფრო მეტიც, აეროგელს აქვს შედარებით დიდი ზედაპირი, ვიდრე ქსეროგელი.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა წარმოგიდგენთ განსხვავებებს აეროგელსა და ქსეროგელს შორის ცხრილის სახით გვერდიგვერდ შედარებისთვის.
რეზიუმე – Airgel vs Xerogel
აეროგელი და ქსეროგელი მყარი გელის მასალების მნიშვნელოვანი სახეობებია. აეროგელსა და ქსეროგელს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ აეროგელი წარმოიქმნება, როდესაც გელის სითხე გამოიყოფა სუპერკრიტიკულ მდგომარეობაში, ხოლო ქსეროგელი იქმნება მაშინ, როდესაც გელის სითხე აორთქლდება ოთახის ტემპერატურაზე.
