Gelis

Apie miestą žr. Gelis (Belgija).

Gelis (lot. gelare 'stingti, sušalti') – koloidas, dispersinė sistema (paprastai drebučių pavidalo), kuri dėl sandaros turi kieto kūno savybių. Gelį sudaro mažiausiai dvi fazės. Viena fazė yra skysta (tirpiklis, paprastai – vanduo), kita – disperguota medžiaga. Geliai susidaro koaguliuojant ir koalescuojant zoliams, kai disperguotosios medžiagos molekulės sudaro trimatį tinklą. Gelių konsistencija gali būti nuo minkštų drebučių iki tvirtos elastingos medžiagos.
Džiūdami geliai negrįžtamai suyra.

Geliai plačiai naudojami gaminant įvairius namų ūkio, buities chemijos gaminius.

Sudėtis

Geliuose trimatis susijungusių dalelių tinklas sutvirtina skystą fazę (tirpiklį). Dalelės jungiasi cheminiais ryšiais ar fizikinėmis sąveikomis. Skystąja faze gali būti bet koks skystis, dažniausiai vanduo, bet taip pat aliejus, skysti angliavandeniliai (pvz., benzinas) ir kt. Didžiąją dalį gelio medžiagos sudaro skystis, todėl geliai pagal tankį yra artimi juos sudarantiems skysčiams.

Atskiras gelių variantas yra aerogelis, kuris vietoj skystosios fazės turi dujinę fazę. Jie gaunami kitaip, nei skystiniai geliai.

Gelių tipai

Hidrogeliai

Hidrogelis (kartais vadinamas akvageliu) paprastai yra vandenyje netirpių polimero grandinių tinklas, kurio tarpai užpildyti vandeniu. 99 % hidrogelio masės gali sudaryti vanduo. Polimerai gali būti natūralūs ar sintetiniai. Dėl didelio vandens kiekio hidrogeliai pasižymi ir stangrumu bei lankstumu, kas būdinga ir biologiniams audiniams (nesukaulėjusiems ir nesumedėjusiems).

Hidrogelių panaudojimas:

Dirbtinių audinių karkasas. Audinių inžinerijoje jie naudojami kaip karkasas, kuriame išsidėsto ląstelės. Tokie dariniai skirti žmogaus audiniams remontuoti.
Sulėtinto išskyrimo sistemos farmacijoje. Naudojamos kuriant preparatus, kurie lėtai išskyria veikliąją medžiagą.
Aplinkai jautrūs hidrogeliai, reaguojantys į pH, temperatūros ar tam tikro metabolito koncentracijos kitimą ir todėl atpalaiduojantys tam tikrą medžiagą.
Skysčių sugėrimui. Sauskelnėse jie sugeria šlapimą.
Kontaktiniai lęšiai. Gaminami iš silikono ar poliakrilamidų hidrogelių.
Medicininiai elektrodai, kuriuose naudojami hidrogeliai iš sutinklintų polimerų (polietilenoksido, poliAMPS, polivinilpirolidono).
Hidrogelinės sprogstamosios medžiagos.
Biosensoriai. Juose naudojami hidrogeliai, kurie reaguoja į numatytas molekules (gliukozę, antigenus ir kt.),
Krūtų implantai.
Granulės vandeniui sulaikyti sausų vietovių dirvožemyje.
Užtepami tvarsčiai. Hidrogeliu užtepamos nudegimų ar kitos sunkiai gyjančios žaizdos. Žaizdų hidrogeliai palaiko drėgną gijimui palankią aplinką.

Tokių hidrogelių komponentai yra polivinilo alkoholiai, natrio poliakrilatai, akrilatiniai polimerai ir kopolimerai, turintys daug hidrofilinių grupių.
Audinių inžinerijoje tiriami natūralūs hidrogeliaim kurių pagrindą sudaro agarozė, metilceliuliozė, hialurono rūgštis ir kiti natūralūs polimerai.

Organogeliai

Organogelis yra gelis (nekristalinė, nestikliška medžiaga), sudarytas iš organinio skysčio, sukaustyto trimačiame tinkle. Tirpiklis gali būti mineralinė alyva, augalinis aliejus, organinis tirpiklis. Tinkladarės fazės junginio tirpumas ir dalelių dydis lemia susidarančio organogelio elastingumą ir tvirtumą. Organogeliai susidaro tinkladario junginio molekulėms susimontuojant į trimatį tinklą^[1]^[2].

Organogeliai gali būti naudojami daugelyje sričių, pvz., kuriant farmacinius^[3], kosmetinius gaminius, meno kūrinių konservantus^[4], maisto produktus^[5].

Kserogeliai

Kserogelis yra kieta medžiaga, susidaranti iš džiūstančio ir netrukdomai susitraukiančio gelio.
Kserogeliai paprastai išlaiko didelį porėtumą (iki 25 %), labai didelį paviršiaus plotą (iki 150–900 m²/g), o jų poros būna itin mažos (1-10 nm). Kai tirpiklis šalinamas hiperkritinėmis sąlygomis, tinklas nesusitraukia, ir gali susidaryti itin mažo tankio medžiaga, vadinama aerogeliu.

Kai kuriuos kserogelius kaitinant aukštoje temperatūroje vyksta klampusis sukepimas (kserogelis traukiasi dėl klampaus tekėjimo) ir porėtas kserogelis virsta tankiu stiklu.

Išnašos

↑ Terech P. Low – molecular weight organogelators. In: Robb ID, editor. Specialist surfactants. Glasgow: Blackie Academic and Professional, p. 208–268 (1997).
↑ van Esch J, Schoonbeek F, De Loos M, Veen EM, Kellog RM, Feringa BL. Low molecular weight gelators for organic solvents. In: Ungaro R, Dalcanale E, editors. Supramolecular science: where it is and where it is going. Kluwer Academic Publishers, p. 233–259 (1999).
↑ Kumar R, Katare OP. Lecithin organogels as a potential phospholipid – structured system for topical drug delivery: A review. American Association of Pharmaceutical Scientists PharmSciTech 6, E298–E310 (2005).
↑ Carretti E, Dei L, Weiss RG. Soft matter and art conservation. Rheoreversible gels and beyond. Soft Matter 1, 17–22 (2005).
↑ Pernetti M, van Malssen KF, Flöter E, Bot A. Structuring of edible oil by alternatives to crystalline fat. Current Opinion in Colloid and Interface Science 12, 221–231 (2007).

Vikiteka: Gelis – vaizdinė ir garsinė medžiaga

[1] Terech P. Low – molecular weight organogelators. In: Robb ID, editor. Specialist surfactants. Glasgow: Blackie Academic and Professional, p. 208–268 (1997).

[2] van Esch J, Schoonbeek F, De Loos M, Veen EM, Kellog RM, Feringa BL. Low molecular weight gelators for organic solvents. In: Ungaro R, Dalcanale E, editors. Supramolecular science: where it is and where it is going. Kluwer Academic Publishers, p. 233–259 (1999).

[3] Kumar R, Katare OP. Lecithin organogels as a potential phospholipid – structured system for topical drug delivery: A review. American Association of Pharmaceutical Scientists PharmSciTech 6, E298–E310 (2005).

[4] Carretti E, Dei L, Weiss RG. Soft matter and art conservation. Rheoreversible gels and beyond. Soft Matter 1, 17–22 (2005).

[5] Pernetti M, van Malssen KF, Flöter E, Bot A. Structuring of edible oil by alternatives to crystalline fat. Current Opinion in Colloid and Interface Science 12, 221–231 (2007).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]