Sol gel
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Sol gel je koloidní suspenze, která může být přeměněna na pevnou látku (gel). Získaný porézní gel je následně chemicky vyčištěn. Žíháním gelu při vysoké teplotě získáme oxidický materiál o vysoké čistotě. Gel může být před transformací dopován různými látkami, což umožňuje připravovat materiály s velkou variablitou vlastností. Tato metoda je často využívána při přípravě keramických materiálů nebo tenkých filmů z oxidů kovů. Tyto produkty nacházejí uplatnění v optice, elektronice, sensorech a také ve vesmírných projektech.
Obsah |
[editovat] Princip
Sol–gel proces slouží převážně pro přípravu skel a keramických materiálů. Jde v podstatě o transformaci kapalného systému (koloidní sol) na pevnou fázi (gel). Tímto způsobem můžeme připravit materiály s velkou variabilitou vlastností: velmi jemné prášky, monolitickou keramiku a skla, keramická vlákna, anorganické membrány, tenké filmy a aerogely.
Sol je tvořen pevnými částicemi s rozměry v řádu stovek nm, často se jedná o kovové soli suspendované v kapalné fázi. V typickém vodném sol–procesu je precursor podroben sérii hydrolytických a polymeračních reakcí. Tímto způsobem částice kondenzují a v roztoku vznikají pevné makromolekuly.
[editovat] Využití
Materiály získané pomocí sol–gel metod nachází široké uplatnění v praxi. Jednou z největších oblastí jsou tenké filmy. Ty se uplatňují především v materiálech pro optiku, elektooptické komponenty, ochranné a dekorační povlaky.
Díky viskozitě připraveného solu je možné snadno připravit optická a ohnivzdorná keramická vlákna pro optické sensory a tepelnou izolaci.
Velmi jemné a homogenní keramické prášky lze získat srážením. Tyto prášky složené z jedné nebo více látek lze vyrobit v rozměrech v řádu mikrometrů a menších. Využití nacházejí v zubařství a biolékařských aplikacích. Kompozitní prášky se často používají v zemědělství (např. herbicidy).
Pomocí sol–gel procesů lze snadno včlenit kovy nebo jejich oxidy do struktury zeolitů.
Mezi další oblasti využití těchto materiálů patří keramické membrány pro mikrofiltaci, ultrafiltaci a reversní osmózu.
Pokud ze získaného gelu odstraníme rozpouštědlo v superkritických podmínkách (teplota je vyšší než kritická teplota pro dané rozpouštědlo) získáme, tzv. aerogel. Tyto látky jsou velmi porézní a mají nízkou hustotu. Sušením gelů při nižší teplotě (25 – 100 °C) získáme tzv. xerogel.
[editovat] Historie
První zmínka o sol–gel metodách pochází z 50. let 20. století. Jednalo se o pokusy připravit práškovitý UO2 a ThO2 pro jaderná paliva bezprašnou cestou.
