Gel
-
Определение и свойства гелей
- Гели — это полутвердые системы, которые могут быть мягкими, слабыми или твердыми и прочными.
- Гели определяются как разбавленные сшитые системы, которые не текут в стационарном состоянии, но могут диффундировать.
- Гели состоят из трехмерной сшитой сети, которая охватывает объем жидкости и удерживает ее.
-
Состав и типы гелей
- Гели могут быть физическими или химическими, с различными связующими агентами.
- Примеры гелей: коллоидные гели, гидрогели, органогели, ксерогели и нанокомпозитные гидрогели.
-
Термодинамика деформации гелей
- Гели демонстрируют эластичность, как и резины, из-за энтропийных пружин между сшитыми узлами.
- Гели могут набухать и сжиматься под действием внешних сил, что приводит к изменению объема.
- Деформация гелей описывается свободной энергией, включающей вклад от деформации полимерной сети и смешивания с растворителем.
-
Полимерная эластичная деформация
- Зависит от фазы растворителя и имеет выражение, аналогичное каучуку
- Включает модуль сдвига начального состояния
-
Смешивание полимеров
- Обычно описывается свободной энергией Флори-Хаггинса
- Включает объемную долю полимера
-
Эквиilibrium гель
- Гель набухает из-за осмотического давления и эластичности
- Равновесие определяется факторами растяжения
-
Модифицированное равновесие Доннана
- Гидрогели из полиэлектролитов с кислотными группами
- Дисперсия ионов контролируется pH и электростатическими взаимодействиями
- Электростатические взаимодействия усложняют равновесие
-
Животные гели
- Некоторые виды секретируют гели для защиты от паразитов
- Гидрогели присутствуют в организме, включая слизь и хрящи
-
Применение гелей
- Используются в производстве продуктов, таких как краски и клеи
- В волоконно-оптических коммуникациях защищают волокна от воды и повреждений
-
Дополнительные термины
- Аэрогель, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота, агарозный гель электрофорез, пищевая реология, гель электрофорез, гель-фильтрационная хроматография, гель-пермеационная хроматография, гидроколлоид, двойная иммунодиффузия, паста, полиакриламидный гель электрофорез, радиальная иммунодиффузия, силиконовый гель, двухмерный гель электрофорез, пустоты в композитах, мягкое вещество, равновесный гель