Nøkkelforskjellen mellom aerogel og xerogel er at aerogel dannes når væsken fra gelen ekstraheres i en superkritisk tilstand, mens xerogel dannes når væsken fra gelen fordampes ved romtemperatur.
Gelbaserte nanoadsorbenter kan bredt klassifiseres i aerogel, hydrogel og xerogel. Vi kan beskrive aerogeler og xerogeler som tørkede geler som kan beholde sin porøse tekstur etter tørkeprosessen. Denne fastholdelsen kan enten være fullstendig eller delvis. Disse porøse gelene har attraktive egenskaper som oppstår fra den ekstraordinære fleksibiliteten til sol-gel-behandlingen. Vi kan kombinere dette med ulike tørketeknikker, som kan føre til aerogel eller xerogel.
Hva er Aerogel?
Aerogel kan defineres som et fast stoff som dannes fra en gel ved å tørke i en superkritisk tilstand. Tørkeprosessen i aerogeler kan beskrives som frysetørking, superkritisk tørking eller tørking ved omgivelsestrykk. Aerogel er et lettvektsmateriale og har et stort overflateareal som varierer mellom 200 – 1000 m2/g. Den har mange viktige egenskaper som:
- En stor mengde kontrollert porestørrelsesfordeling
- Høy ledningsevne
- Transparency
- A low density
- Fleksibilitet
- Lav dielektrisk konstant
- Høy mekanisk styrke
Figur 01: A Vial of Aerogel
Disse egenskapene gjør aerogel til en potent kandidat for et bredt spekter av bruksområder, for eksempel adsorpsjon av vannforurensninger. Til sammenligning viser denne typen gel et stort overflateareal og porøsitet sammen med et stort porevolum. Det finnes forskjellige typer aerogeler, inkludert grafenbaserte aerogeler, silikabaserte aerogeler, zeolittbaserte aerogeler osv. Dette er de vanligste eksemplene på aerogeler. Dessuten kan disse aerogelene enkelt modifiseres og funksjonaliseres for å forbedre selektiv adsorpsjon via elektrostatisk interaksjon.
Hva er Xerogel?
Xerogel er en fast form av en gel oppnådd ved å tørke den med uhindret krymping. Tørkeprosessen til xerogel involverer løsningsmiddelfordampning under standardbetingelser ved bruk av konvensjonelle metoder. Xerogeler er mesoporøse materialer med høy termisk stabilitet. De viktigste egenskapene til xerogel er som følger:
- Ikke giftig
- Kostnadseffektiv
- Biokompatibel
- Høyt areal
- Høy porøsitet
- Kan enkelt endres
De vanligste eksemplene på xerogeler er karbonbaserte xerogeler og silikabaserte aerogeler. Dette er stort sett studier for vannrensing.
Figur 02: Porøs Xerogel
Når man vurderer tørkeprosessen, omdannes alkogel eller hydrogel som er oppnådd fra en annen prosess til xerogel. I denne prosessen minker volumet med en mengde som er lik volumet av væsken som går tapt ved fordampning. Dessuten oppstår krympingen av gelen på grunn av kapillærkreftene som utøves av den porefyllende væsken til poreveggen. Dette er stadiet der de største endringene i volum, vekt, tetthet og struktur skjer. Deretter kan krympingen opphøre fordi det tørkede gelnettverket har nådd betydelig stivhet.
Hva er forskjellen mellom Aerogel og Xerogel?
Nøkkelforskjellen mellom aerogel og xerogel er at aerogel dannes når væsken fra gelen ekstraheres i en superkritisk tilstand, mens xerogel dannes når væsken fra gelen fordampes ved romtemperatur. Dessuten har aerogel et relativt større overflateareal enn xerogel.
Infografikken nedenfor presenterer forskjellene mellom aerogel og xerogel i tabellform for side-ved-side-sammenligning.
Sammendrag – Aerogel vs Xerogel
Aerogel og xerogel er viktige typer solide gelmaterialer. Hovedforskjellen mellom aerogel og xerogel er at aerogel dannes når væsken fra gelen ekstraheres i en superkritisk tilstand, mens xerogel dannes når væsken fra gelen fordampes ved romtemperatur.
