Gel
Un gel es un sistema coloidal donde la fase continua es sólida y la dispersa es líquida.
Ciertos geles presentan la capacidad de pasar de un estado coloidal a otro, es decir, permanecen fluidos cuando son agitados y se solidifican cuando permanecen inmóviles.
Reemplazando el líquido con gas es posible crear aerogeles, materiales con propiedades excepcionales como densidades muy bajas, elevada porosidad y excelente aislamiento térmico.
Un sólido tridimensional resulta de las cadenas poliméricas hidrofílicas que se mantienen unidas por enlaces cruzados.
[4] Los hidrogeles son redes poliméricas naturales o sintéticas altamente absorbentes (pueden contener más del 90% de agua).
Como "materiales inteligentes que responden", los hidrogeles pueden encapsular sistemas químicos que al ser estimulados por factores externos, como un cambio de pH, pueden hacer que compuestos específicos, como la glucosa, se liberen al medio ambiente, en la mayoría de los casos mediante una transición gel-sol al estado líquido.
Los polímeros quimomecánicos son en su mayoría también hidrogeles, que al ser estimulados cambian su volumen y pueden servir como actuadores o sensores.
A menudo, estos sistemas se basan en el autoensamblaje de las moléculas del estructurante.
[11] Un xerogel /ˈzɪəroʊ-ˌdʒɛl/ es un sólido formado a partir de un gel mediante secado con contracción sin obstáculos.
Cuando la eliminación del solvente ocurre en condiciones supercríticas, la red no se contrae y se produce un material altamente poroso y de baja densidad denominado aerogel.
El tratamiento térmico de un xerogel a temperatura elevada produce una sinterización viscosa (contracción del xerogel debido a una pequeña cantidad de flujo viscoso) que da como resultado un sólido más denso y robusto, la densidad y la porosidad logradas dependen de las condiciones de sinterización.
Los hidrogeles nanocompuestos pueden ser diseñados para poseer propiedades físicas, químicas, eléctricas, térmicas y biológicas superiores.
Reemplazando el líquido por gas es posible preparar aerogeles, materiales con propiedades excepcionales que incluyen muy baja densidad, una elevada superficie específica, y excelentes propiedades de aislante térmico.
Un gel es, en esencia, la mezcla de una red polimérica y una fase solvente.
Debido a que las hebras de polímero entre los enlaces cruzados actúan como resortes entrópicos, los geles presentan una elasticidad como la del caucho (que es solo una red de polímero, sin solvente).
Por ejemplo, un gel podría hincharse varias veces su volumen inicial después de sumergirse en un solvente después de alcanzar el equilibrio.
Por el contrario, si sacamos el gel hinchado y dejamos que se evapore el solvente, el gel se reduciría aproximadamente a su tamaño original.
que se supone constante durante el proceso de hinchamiento para simplificar el tratamiento.
El estado hinchado del gel ahora está completamente caracterizado por los factores de estiramiento
Por analogía con el tratamiento histórico de la elasticidad del caucho y la energía libre d emezcla,
donde del lado derecho, el primer término es la densidad de energía de Flory-Huggins del gel final hinchado, el segundo está asociado al gel inicial y el tercero es del solvente puro antes de la mezcla.
Si se utiliza la energía libre de Flory-Huggins para una solución polímero-solvente[18]
A causa de esta red, la longitud del polímero es efectivamente infinita, se puede tomar el límite
y la energía elástica de una hebra se puede expresar como
Este módulo se puede equiparar a la presión osmótica (a través de la diferenciación de la energía libre) para dar la misma ecuación que se presentó previamente.
Muchas sustancias pueden formar geles cuando se añade un agente gelificante.
Esto suele ser utilizado en la manufactura de diversos productos, desde comida a pinturas, pasando por adhesivos.
Este gel sirve para lubricar y mantener las fibras en el interior del cable flexible, así como para evitar el contacto con agua si el cable se agrietara.
Tras su aplicación desaparecen rápida y completamente, lo que les otorga un aspecto cosmético excelente.
En dermatología se usan ampliamente sobre todo en zonas pilosas como el cuero cabelludo, o estrechas y de difícil acceso como el conducto auditivo externo o las fosas nasales, donde la aplicación de productos más grasos haría muy difícil su posterior limpieza.
