ההבדל העיקרי בין אירוג'ל לקסרוג'ל הוא שאירוג'לים נוצרים כאשר הנוזל מהג'ל מופק במצב סופר קריטי, בעוד שקסרוג'ל נוצר כאשר הנוזל מהג'ל מתאדה בטמפרטורת החדר.
ניתן לסווג באופן נרחב ספחי ננו מבוססי ג'ל לאירוג'ל, הידרוג'ל וקסרוג'ל. אנו יכולים לתאר אירוגלים וקסרוגלים כג'לים מיובשים שיכולים לשמור על המרקם הנקבובי שלהם לאחר תהליך הייבוש. שמירה זו יכולה להיות מלאה או חלקית. לג'לים הנקבוביים הללו יש תכונות אטרקטיביות הנובעות מהגמישות יוצאת הדופן של עיבוד הסול-ג'ל. נוכל לשלב זאת עם טכניקות ייבוש שונות, שיכולות להוביל לאירוגלים או לקסרוג'לים.
מה זה Aerogel?
ניתן להגדיר אירוג'ל כמוצק שנוצר מג'ל על ידי ייבוש במצב סופר קריטי. ניתן לתאר את תהליך הייבוש באירוגלים כיבוש בהקפאה, ייבוש סופר קריטי או ייבוש בלחץ הסביבה. Airgel הוא חומר קל משקל ומציג שטח פנים גדול שנע בין 200 – 1000 מ'2/ג. יש לו מאפיינים חשובים רבים כגון:
- כמות גדולה של חלוקת גודל נקבוביות מבוקרת
- מוליכות גבוהה
- שקיפות
- צפיפות נמוכה
- גמישות
- קבוע דיאלקטרי נמוך
- חוזק מכני גבוה
איור 01: בקבוקון של Aerogel
מאפיינים אלה הופכים את האירוג'ל למועמד חזק למגוון רחב של יישומים, כגון ספיחה של מזהמי מים. באופן יחסי, ג'ל מסוג זה מציג שטח פנים גדול ונקבוביות יחד עם נפח נקבוביות גדול. ישנם סוגים שונים של אירוג'לים, כולל אירוג'לים על בסיס גרפן, אירוג'לים על בסיס סיליקה, אירוג'לים על בסיס זאוליט וכו'. אלו הן הדוגמאות הנפוצות ביותר של אירוג'לים. יתר על כן, ניתן לשנות את האירוג'לים הללו ולהפעיל בקלות על מנת לשפר ספיחה סלקטיבית באמצעות אינטראקציה אלקטרוסטטית.
מה זה Xerogel?
Xerogel הוא צורה מוצקה של ג'ל המתקבל על ידי ייבושו בהתכווצות ללא הפרעה. תהליך הייבוש של xerogels כולל אידוי ממס בתנאים סטנדרטיים בשיטות קונבנציונליות. Xerogels הם חומרים מזופוריים בעלי יציבות תרמית גבוהה. המאפיינים החשובים ביותר של xerogel הם כדלקמן:
- Nontoxic
- חסכוני
- תאימות ביולוגי
- שטח פנים גבוה
- נקבוביות גבוהה
- ניתן לשנות בקלות
הדוגמאות הנפוצות ביותר של קסרוג'לים הן קסרוג'לים על בסיס פחמן וארוג'לים על בסיס סיליקה. אלו הם בעיקר מחקרים לטיהור מים.
איור 02: Xerogel נקבובי
כאשר בוחנים את תהליך הייבוש, אלקוג'ל או הידרוג'ל המתקבלים מתהליך אחר מומרים לקסרוג'ל. בתהליך זה הנפח יורד בכמות השווה לנפח הנוזל שאבד באידוי. יתרה מכך, כיווץ הג'ל מתרחש בגלל הכוחות הנימים המופעלים על ידי הנוזל ממלא הנקבוביות אל דופן הנקבוביות. זהו השלב שבו מתרחשים השינויים הגדולים ביותר בנפח, במשקל, בצפיפות ובמבנה.לאחר מכן, ההתכווצות יכולה להיפסק מכיוון שרשת הג'ל המיובש הגיעה לקשיחות ניכרת.
מה ההבדל בין Aerogel ל-Xerogel?
ההבדל העיקרי בין אירוג'ל לקסרוג'ל הוא שאירוג'לים נוצרים כאשר הנוזל מהג'ל מופק במצב סופר קריטי, בעוד שקסרוג'ל נוצר כאשר הנוזל מהג'ל מתאדה בטמפרטורת החדר. יתרה מכך, לאווירג'ל יש שטח פנים גדול יחסית ל-xerogel.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדלים בין אירוג'ל לקסרוג'ל בצורת טבלה להשוואה זו לצד זו.
סיכום – Aerogel vs Xerogel
Aerogel ו-xerogel הם סוגים חשובים של חומרי ג'ל מוצקים. ההבדל העיקרי בין אירוג'ל לקסרוג'ל הוא שאירוג'ל נוצר כאשר הנוזל מהג'ל מופק במצב סופר קריטי, בעוד שקסרוג'ל נוצר כאשר הנוזל מהג'ל מתאדה בטמפרטורת החדר.
