Sự khác biệt chính giữa aerogel và xerogel là aerogel hình thành khi chất lỏng từ gel được chiết xuất ở trạng thái siêu tới hạn, trong khi xerogel hình thành khi chất lỏng từ gel bay hơi ở nhiệt độ phòng.
Chất hấp phụ nano dạng gel có thể được phân loại rộng rãi thành aerogel, hydrogel và xerogel. Chúng ta có thể mô tả aerogel và xerogel là gel khô có thể giữ được kết cấu xốp của chúng sau quá trình làm khô. Việc giữ lại này có thể là toàn bộ hoặc một phần. Những gel xốp này có các đặc tính hấp dẫn phát sinh từ tính linh hoạt đặc biệt của quá trình xử lý sol-gel. Chúng ta có thể kết hợp điều này với các kỹ thuật làm khô khác nhau, có thể dẫn đến aerogel hoặc xerogel.
Aerogel là gì?
Aerogel có thể được định nghĩa là một chất rắn hình thành từ gel bằng cách làm khô ở trạng thái siêu tới hạn. Quá trình làm khô trong aerogel có thể được mô tả là làm khô đông lạnh, sấy siêu tới hạn, hoặc làm khô áp suất môi trường xung quanh. Aerogel là một vật liệu nhẹ và có diện tích bề mặt lớn nằm trong khoảng 200 - 1000 m2/ g. Nó có nhiều thuộc tính quan trọng như:
- Lượng lớn phân bổ kích thước lỗ chân lông được kiểm soát
- Độ dẫn điện cao
- Minh bạch
- Mật độ thấp
- Linh hoạt
- Hằng số điện môi thấp
- Độ bền cơ học cao
Hình 01: Một Lọ Aerogel
Những đặc tính này làm cho aerogel trở thành một ứng cử viên mạnh mẽ cho một loạt các ứng dụng, chẳng hạn như hấp phụ các chất gây ô nhiễm trong nước. So sánh, loại gel này có diện tích bề mặt và độ xốp lớn cùng với thể tích lỗ xốp lớn. Có nhiều loại aerogel khác nhau, bao gồm aerogel dựa trên graphene, aerogel dựa trên silica, aerogel dựa trên zeolite, v.v. Đây là những ví dụ phổ biến nhất về aerogel. Hơn nữa, những aerogel này có thể dễ dàng sửa đổi và chức năng hóa để cải thiện sự hấp phụ có chọn lọc thông qua tương tác tĩnh điện.
Xerogel là gì?
Xerogel là một dạng gel rắn thu được bằng cách làm khô nó với sự co rút không cản trở. Quá trình làm khô xerogel liên quan đến việc làm bay hơi dung môi trong điều kiện tiêu chuẩn bằng các phương pháp thông thường. Xerogel là vật liệu trung tính có độ ổn định nhiệt cao. Các thuộc tính quan trọng nhất của xerogel như sau:
- Không độc hại
- Tiết kiệm
- Tương thích sinh học
- Diện tích bề mặt cao
- Độ xốp cao
- Có thể dễ dàng sửa đổi
Các ví dụ phổ biến nhất của xerogel là xerogel làm từ carbon và aerogel dựa trên silica. Đây chủ yếu là các nghiên cứu về lọc nước.
Hình 02: Xốp Xerogel
Khi xem xét quá trình làm khô, rượu hoặc hydrogel thu được từ quá trình khác được chuyển thành xerogel. Trong quá trình này, thể tích giảm đi một lượng bằng thể tích của chất lỏng bị mất đi do bay hơi. Hơn nữa, sự co lại của gel xảy ra do lực mao dẫn được tác động bởi chất lỏng lấp đầy lỗ chân lông lên thành lỗ chân lông. Đây là giai đoạn xảy ra những thay đổi lớn nhất về thể tích, trọng lượng, tỷ trọng và cấu trúc. Sau đó, sự co rút có thể chấm dứt vì mạng lưới gel khô đã đạt đến độ cứng đáng kể.
Sự khác biệt giữa Aerogel và Xerogel là gì?
Sự khác biệt chính giữa aerogel và xerogel là aerogel hình thành khi chất lỏng từ gel được chiết xuất ở trạng thái siêu tới hạn, trong khi xerogel hình thành khi chất lỏng từ gel bay hơi ở nhiệt độ phòng. Hơn nữa, aerogel có diện tích bề mặt tương đối lớn hơn xerogel.
Đồ họa thông tin dưới đây trình bày sự khác biệt giữa aerogel và xerogel ở dạng bảng để so sánh song song.
Tóm tắt - Aerogel vs Xerogel
Aerogel và xerogel là những loại vật liệu gel rắn quan trọng. Sự khác biệt chính giữa aerogel và xerogel là aerogel hình thành khi chất lỏng từ gel được chiết xuất ở trạng thái siêu tới hạn, trong khi xerogel hình thành khi chất lỏng từ gel bay hơi ở nhiệt độ phòng.
