Het belangrijkste verschil tussen aerogel en xerogel is dat aerogels worden gevormd wanneer de vloeistof uit de gel wordt geëxtraheerd in een superkritische toestand, terwijl xerogel wordt gevormd wanneer de vloeistof uit de gel bij kamertemperatuur wordt verdampt.
Op gel gebaseerde nano-adsorptiemiddelen kunnen grofweg worden ingedeeld in aerogel, hydrogel en xerogel. We kunnen aerogels en xerogels omschrijven als gedroogde gels die hun poreuze textuur kunnen behouden na het droogproces. Dit behoud kan volledig of gedeeltelijk zijn. Deze poreuze gels hebben aantrekkelijke eigenschappen die voortkomen uit de buitengewone flexibiliteit van de sol-gel-verwerking. Dit kunnen we combineren met verschillende droogtechnieken, wat kan leiden tot aerogels of xerogels.
Wat is Aerogel?
Aerogel kan worden gedefinieerd als een vaste stof die uit een gel wordt gevormd door in een superkritische toestand te drogen. Het droogproces in aerogels kan worden beschreven als vriesdrogen, superkritisch drogen of drogen onder omgevingsdruk. Aerogel is een lichtgewicht materiaal en heeft een groot oppervlak dat varieert van 200 – 1000 m2/g. Het heeft veel belangrijke eigenschappen zoals:
- Een grote hoeveelheid gecontroleerde poriegrootteverdeling
- Een hoge geleidbaarheid
- Transparantie
- Een lage dichtheid
- Flexibiliteit
- Lage diëlektrische constante
- Hoge mechanische sterkte
Figuur 01: Een flesje Aerogel
Deze eigenschappen maken aerogel een krachtige kandidaat voor een breed scala aan toepassingen, zoals de adsorptie van waterverontreinigingen. Ter vergelijking, dit type gel vertoont een groot oppervlak en porositeit samen met een groot poriënvolume. Er zijn verschillende soorten aerogels, waaronder op grafeen gebaseerde aerogels, op silica gebaseerde aerogels, op zeoliet gebaseerde aerogels, enz. Dit zijn de meest voorkomende voorbeelden van aerogels. Bovendien kunnen deze aerogels gemakkelijk worden aangepast en gefunctionaliseerd om selectieve adsorptie via elektrostatische interactie te verbeteren.
Wat is Xerogel?
Xerogel is een vaste vorm van een gel die wordt verkregen door deze te drogen met ongehinderde krimp. Het droogproces van xerogels omvat verdamping van oplosmiddelen onder standaardomstandigheden met behulp van conventionele methoden. Xerogels zijn mesoporeuze materialen met een hoge thermische stabiliteit. De belangrijkste eigenschappen van xerogel zijn als volgt:
- Niet-toxisch
- Kosteneffectief
- Biocompatibel
- Hoge oppervlakte
- Hoge porositeit
- Kan gemakkelijk worden gewijzigd
De meest voorkomende voorbeelden van xerogels zijn op koolstof gebaseerde xerogels en op silica gebaseerde aerogels. Dit zijn meestal studies voor waterzuivering.
Figuur 02: Poreuze Xerogel
Als we kijken naar het droogproces, wordt alcogel of hydrogel die uit een ander proces is verkregen, omgezet in xerogel. Bij dit proces neemt het volume af met een hoeveelheid die gelijk is aan het volume van de vloeistof dat verloren gaat door verdamping. Bovendien treedt het krimpen van de gel op vanwege de capillaire krachten die door de poriënvullende vloeistof op de poriewand worden uitgeoefend. Dit is het stadium waarin de grootste veranderingen in volume, gewicht, dichtheid en structuur optreden. Daarna kan de krimp stoppen omdat het gedroogde gelnetwerk een aanzienlijke stijfheid heeft bereikt.
Wat is het verschil tussen Aerogel en Xerogel?
Het belangrijkste verschil tussen aerogel en xerogel is dat aerogels worden gevormd wanneer de vloeistof uit de gel wordt geëxtraheerd in een superkritische toestand, terwijl xerogel wordt gevormd wanneer de vloeistof uit de gel wordt verdampt bij kamertemperatuur. Bovendien heeft aerogel een relatief groter oppervlak dan xerogel.
De onderstaande infographic presenteert de verschillen tussen aerogel en xerogel in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Aerogel vs Xerogel
Aerogel en xerogel zijn belangrijke soorten vaste gelmaterialen. Het belangrijkste verschil tussen aerogel en xerogel is dat aerogels worden gevormd wanneer de vloeistof uit de gel wordt geëxtraheerd in een superkritische toestand, terwijl xerogel wordt gevormd wanneer de vloeistof uit de gel bij kamertemperatuur wordt verdampt.
