Aerojel ve kserojel arasındaki temel fark, aerojellerin jelden gelen sıvı süperkritik bir durumda ekstrakte edildiğinde oluşması, kserojel ise jelden gelen sıvı oda sıcaklığında buharlaştırıldığında oluşmasıdır.
Jel bazlı nano adsorbanlar genel olarak aerojel, hidrojel ve kserojel olarak sınıflandırılabilir. Aerojelleri ve kserojelleri, kurutma işleminden sonra gözenekli dokularını koruyabilen kurutulmuş jeller olarak tanımlayabiliriz. Bu tutma tam veya kısmi olabilir. Bu gözenekli jeller, sol-jel işlemenin olağanüstü esnekliğinden kaynaklanan çekici özelliklere sahiptir. Bunu, aerojellere veya kserojellere yol açabilecek çeşitli kurutma teknikleriyle birleştirebiliriz.
Aerogel nedir?
Aerojel, süper kritik bir durumda kurutularak jelden oluşan bir katı olarak tanımlanabilir. Aerojellerdeki kurutma işlemi, dondurarak kurutma, süper kritik kurutma veya ortam basıncında kurutma olarak tanımlanabilir. Aerojel hafif bir malzemedir ve 200 – 1000 m2/g arasında değişen geniş bir yüzey alanı sergiler. Şunlar gibi birçok önemli özelliği vardır:
- Büyük miktarda kontrollü gözenek boyutu dağılımı
- Yüksek iletkenlik
- Şeffaflık
- Düşük yoğunluklu
- Esneklik
- Düşük dielektrik sabiti
- Yüksek mekanik mukavemet
Şekil 01: Bir Şişe Aerogel
Bu özellikler, aerojeli su kirletici maddelerin adsorpsiyonu gibi çok çeşitli uygulamalar için güçlü bir aday yapar. Nispeten, bu tip jel, büyük bir gözenek hacmi ile birlikte geniş bir yüzey alanı ve gözeneklilik sergiler. Grafen bazlı aerojeller, silika bazlı aerojeller, zeolit bazlı aerojeller vb. dahil olmak üzere farklı aerojel türleri vardır. Bunlar en yaygın aerojel örnekleridir. Ayrıca, bu aerojeller, elektrostatik etkileşim yoluyla seçici adsorpsiyonu iyileştirmek için kolayca değiştirilebilir ve işlevselleştirilebilir.
Kserogel nedir?
Xerogel, engelsiz büzülme ile kurutularak elde edilen katı bir jel şeklidir. Kserojellerin kurutma işlemi, geleneksel yöntemler kullanılarak standart koşullar altında çözücünün buharlaştırılmasını içerir. Kserojeller, yüksek termal kararlılığa sahip mezogözenekli malzemelerdir. Kserojelin en önemli özellikleri şunlardır:
- Toksik olmayan
- Maliyet-etkin
- Biyouyumlu
- Yüksek yüzey alanı
- Yüksek gözeneklilik
- Kolayca değiştirilebilir
Kserojellerin en yaygın örnekleri karbon bazlı kserojeller ve silika bazlı aerojellerdir. Bunlar çoğunlukla su arıtma çalışmalarıdır.
Şekil 02: Gözenekli Kserojel
Kurutma işlemi düşünüldüğünde, başka bir işlemden elde edilen alkojel veya hidrojel kserojele dönüştürülür. Bu süreçte hacim, buharlaşma ile kaybolan sıvının hacmine eşit bir miktarda azalır. Ayrıca, jelin büzülmesi, gözenek dolduran sıvının gözenek duvarına uyguladığı kılcal kuvvetler nedeniyle meydana gelir. Hacim, ağırlık, yoğunluk ve yapıdaki en büyük değişikliklerin meydana geldiği aşamadır. Bundan sonra, kurutulmuş jel ağı önemli bir sertliğe ulaştığı için büzülme durabilir.
Aerojel ve Xerogel Arasındaki Fark Nedir?
Aerojel ve kserojel arasındaki temel fark, aerojellerin jelden gelen sıvı süperkritik bir durumda ekstrakte edildiğinde oluşması, kserojel ise jelden gelen sıvı oda sıcaklığında buharlaştırıldığında oluşmasıdır. Ayrıca, aerojel, kserojelden nispeten daha büyük bir yüzey alanına sahiptir.
Aşağıdaki infografik, yan yana karşılaştırma için aerojel ve kserojel arasındaki farkları tablo şeklinde sunar.
Özet – Aerojel vs Xerogel
Aerojel ve kserojel, katı jel malzemelerinin önemli türleridir. Aerojel ve kserojel arasındaki temel fark, aerojellerin jelden gelen sıvı süperkritik bir durumda ekstrakte edildiğinde oluşması, kserojel ise jelden gelen sıvı oda sıcaklığında buharlaştırıldığında oluşmasıdır.
