Nøgleforskellen mellem aerogel og xerogel er, at aerogel dannes, når væsken fra gelen ekstraheres i en superkritisk tilstand, hvorimod xerogel dannes, når væsken fra gelen fordampes ved stuetemperatur.
Gelbaserede nanoadsorbenter kan bredt klassificeres i aerogel, hydrogel og xerogel. Vi kan beskrive aerogeler og xerogeler som tørrede geler, der kan bevare deres porøse tekstur efter tørreprocessen. Denne fastholdelse kan enten være fuldstændig eller delvis. Disse porøse geler har attraktive egenskaber, der stammer fra den ekstraordinære fleksibilitet i sol-gel-behandlingen. Det kan vi kombinere med forskellige tørreteknikker, som kan føre til aerogel eller xerogel.
Hvad er Aerogel?
Aerogel kan defineres som et fast stof, der dannes fra en gel ved tørring i en superkritisk tilstand. Tørreprocessen i aerogeler kan beskrives som frysetørring, superkritisk tørring eller omgivende tryktørring. Aerogel er et letvægtsmateriale og udviser et stort overfladeareal, der spænder mellem 200 – 1000 m2/g. Det har mange vigtige egenskaber såsom:
- En stor mængde kontrolleret porestørrelsesfordeling
- En høj ledningsevne
- Transparency
- A low density
- Fleksibilitet
- Lav dielektrisk konstant
- Høj mekanisk styrke
Figur 01: Et hætteglas med aerogel
Disse egenskaber gør aerogel til en potent kandidat til en lang række applikationer, såsom adsorption af vandforurenende stoffer. Til sammenligning udviser denne type gel et stort overfladeareal og porøsitet sammen med et stort porevolumen. Der findes forskellige typer aerogeler, herunder grafenbaserede aerogeler, silicabaserede aerogeler, zeolitbaserede aerogeler osv. Disse er de mest almindelige eksempler på aerogeler. Desuden kan disse aerogeler let modificeres og funktionaliseres for at forbedre selektiv adsorption via elektrostatisk interaktion.
Hvad er Xerogel?
Xerogel er en fast form af en gel opnået ved at tørre den med uhindret krympning. Tørringsprocessen af xerogel involverer opløsningsmiddelfordampning under standardbetingelser ved anvendelse af konventionelle metoder. Xerogeler er mesoporøse materialer med høj termisk stabilitet. De vigtigste egenskaber ved xerogel er som følger:
- Ikke-giftig
- Omkostningseffektiv
- Biokompatibel
- Højt overfladeareal
- Høj porøsitet
- Kan nemt ændres
De mest almindelige eksempler på xerogeler er kulstofbaserede xerogeler og silicabaserede aerogeler. Disse er for det meste undersøgelser til vandrensning.
Figur 02: Porøs Xerogel
Når man overvejer tørringsprocessen, omdannes alcogel eller hydrogel, der er opnået fra en anden proces, til xerogel. I denne proces falder volumenet med en mængde, der er lig med volumenet af væsken, der går tabt ved fordampning. Desuden sker krympningen af gelen på grund af de kapillarkræfter, som den porefyldende væske udøver på porevæggen. Dette er det stadie, hvor de største ændringer i volumen, vægt, tæthed og struktur forekommer. Derefter kan krympningen ophøre, fordi det tørrede gelnetværk har nået en vis betydelig stivhed.
Hvad er forskellen mellem Aerogel og Xerogel?
Nøgleforskellen mellem aerogel og xerogel er, at aerogel dannes, når væsken fra gelen ekstraheres i en superkritisk tilstand, hvorimod xerogel dannes, når væsken fra gelen fordampes ved stuetemperatur. Desuden har aerogel et forholdsvis større overfladeareal end xerogel.
Nedenstående infografik præsenterer forskellene mellem aerogel og xerogel i tabelform til sammenligning side om side.
Oversigt – Aerogel vs Xerogel
Aerogel og xerogel er vigtige typer af faste gelmaterialer. Den vigtigste forskel mellem aerogel og xerogel er, at aerogel dannes, når væsken fra gelen ekstraheres i en superkritisk tilstand, hvorimod xerogel dannes, når væsken fra gelen fordampes ved stuetemperatur.
