Gel
EinGel ist eindisperses System, das aus mindestens zwei Komponenten besteht.[1] Die feste Komponente bildet dabei einschwammartiges,dreidimensionales Netzwerk, dessenPoren durch eine Flüssigkeit (Lyogel) oder einGas (Xerogel) ausgefüllt sind. Die flüssige Komponente ist dadurch in der festen immobilisiert. Ist das Netzwerk hochporös und Luft das eingelagerte Gas, so wird das Gel auch alsAerogel bezeichnet.[2] Beide Komponenten durchdringen sich dabei vollständig (bikohärent). Diese Definition besitzt die höchste Verbreitung, eine allgemein anerkannte Definition gibt es nicht.
Etymologie
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Gel ist als Kurzwort fürGelatine durchThomas Graham zu seiner heutigen Bedeutung gelangt.Gelee, also ein eingedickter Fleisch- oder Fruchtsaft, kommt vomfranzösischengelée, das wohl wie dieGelatine auflateinischgelu ‚Eis‘ zurückgeht.[3][4]
Aufbau des Netzwerks
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Es wird allgemein zwischen Nebenvalenzgelen und Hauptvalenzgelen unterschieden. Das Netzwerk der Nebenvalenzgele beruht aufDipol-Dipol-Kräften,Wasserstoffbrückenbindungen oderCoulomb-Kräften, das der Hauptvalenzgele hingegen auf kovalentenAtombindungen. Nebenvalenzgele sind hitzereversibel (z. B. Gele aufPektin- oder Gelatinebasis).
Das Netzwerk kann dabei sowohl ausorganischen als auch ausanorganischen Verbindungen gebildet werden.
Rheologische Eigenschaften
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Gele können alsviskoelastischeFluide beschrieben werden. Ihre Fluideigenschaften liegen somit zwischen denen eineridealen Flüssigkeit und denen eines idealen Feststoffkörpers.
In derRheologie wird einem viskoelastischen Fluid in der Regel dann Gelcharakter zugeschrieben, wenn derBetrag desSpeichermoduls größer ist als der desVerlustmoduls, d. h. amGelpunkt.[4][5]
Synthese
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Die Bildung eines Gels wird allgemein alsGelierung bezeichnet, wobei dieser Begriff recht unterschiedliche Bereiche umfasst. Der Punkt im Syntheseprozess, ab dem man von einem Gel spricht, wird dabei alsGelpunkt bezeichnet.[5]
Bei Lebensmitteln wird die Gelierung meist durch den Einsatz vonGeliermitteln herbeigeführt.
Gel undSol können sich ineinander umwandeln. DurchPeptisation wird aus einem Gel ein Sol und durchKoagulation wird aus einem Sol ein Gel.[6]
Verwendung
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Gele können als Grundlagen für Arzneimittelzubereitungen, Füllmittel für Fahrradsattel undGelbetten,Haargel zum Formen einer Frisur, sowie als leichtflüssige Kugelschreibertinte oder alsDecorgel beim Backen verwendet werden. Auch natürliche Fette sind häufig Gele. Eine Anwendung finden Gele zudem als Matrix beim Trennungsverfahren derGelelektrophorese. Pudding, Zahnpaste und feste Wandfarbe sind Gele.
Siehe auch
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Weblinks
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Einzelnachweise
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- ↑IUPAC – gel (G02600). Abgerufen am 29. Januar 2020.
- ↑Stefan Sepeur:Nanotechnologie. Vincentz Network, 2008,ISBN 978-3-87870-333-4 (Seite 27 in der Google-Buchsuche).
- ↑Hans-Dieter Dörfler:Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme: Physik und Chemie. Springer, 2002,ISBN 978-3-540-42547-2 (Seite 604 in der Google-Buchsuche).
- ↑abÓscar Lafuente Cerdá:Thermoreversible Gele von isotropen und anisotropen Flüssigkeiten. 2005,ISBN 978-3-86537-468-4 (Seite 3 in der Google-Buchsuche).
- ↑abKerstin Quarch:Produktgestaltung an kolloidalen Agglomeraten und Gelen. Universität Karlsruhe, 2010,ISBN 978-3-86644-503-1 (Seite 35 in der Google-Buchsuche).
- ↑Peter Kurzweil, Paul Scheipers:Chemie: Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente. Vieweg+Teubner, 2009,ISBN 978-3-8348-0341-2 (Seite 172 in der Google-Buchsuche).