Энциклопедический словарь нанотехнологий - криогель

Термин на английском

cryogelСинонимы

Аббревиатуры

Связанные термины

золь-гель процесс, криохимия, сублимационная сушка, суспензия, гель, криохимический синтезОпределение

1) В химии и технологии неорганических материалов высокопористый монолитный или порошкообразный продукт сублимационной сушки замороженных суспензий и гелей и их последующей термообработки;

2) В химии и технологии высокомолекулярных соединений продукт низкотемпературного воздействия (замораживание, оттаивание) на растворы и коллоидные дисперсии полимеров и мономеров, часто с последующей сублимационной сушкой;

3) В медицине желеобразная фракция плазмы крови, образующаяся при ее медленном охлаждении до температур около +4 градусов Цельсия.

Характерная структура криогеля формируется при замораживании, когда образование достаточно крупных кристаллов растворителя, обычно льда, приводит к вытеснению твердых частиц в пространство между ними и концентрированию суспензии. При замораживании коллоидных растворов концентрирование приводит к образованию геля. Удаление замороженного растворителя путем сублимации приводит к образованию каркасных структур с крупными, от единиц до сотен мкм, порами на месте удаленных кристаллов льда. Структурные элементы каркасной структуры состоят из твердых частиц суспензии, как правило, наноразмерных. В результате этого неорганические криогели, в отличие от полимерных, характеризуются бимодальным распределением пористости, в котором второй максимум отвечает мезопорам. Направленная кристаллизация льда позволяет создавать материалы с цилиндрическими крупными порами и мезопористыми стенками каркаса; такие носители перспективны для создания высокоэффективных катализаторов.  Удельная поверхность криогелей обычно составляет от 300-400 м²/г (гидроксиды переходных металлов) до 700-800 м²/г (углеродные и кремнеземные криогели).

Эластичные высокопористые каркасные структуры с размером пор в десятки и сотни мкм на основе высушенных полимерных криогелей используются как носители ферментов и иммобилизованных клеток в биокатализе и биотехнологиях.

Важным производным полимерных криогелей являются углеродные криогели, получаемые обугливанием полимерных и использумые в качестве сорбентов и электродных материалов суперконденсаторов (углеродные аэрогели). 

Удаление протеинов плазмы крови, образующих криогель, при ее криофильтрации в непрерывном режиме дает отчетливо выраженный терапевтический эффект при лечении ревматоидного артрита.

• Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.

Теги

криохимический синтез, пористые материалы, направленная кристаллизация, электродные материалы, криофильтрацияРазделы

Наноструктурированные полимеры, волокна и композиты на их основе

Углеродные материалы

Сорбенты на основе коллоидных систем

Наноструктурированные керамические и композиционные материалы и покрытия

Сенсорные нанокомпозиты

Катализаторы на носителях

Керамические методы (спекание, прессование, самораспространяющийся синтез и т.п.)

Темплейтные техники в жидких средах (химическое и электроосаждение)

Криохимия

Золь-гель-технологии

Химическое осаждение из растворов

Бионаноматериалы и биофункционализированные наноматериалы

Объекты традиционных технологий («нанопорошки», нанопористые материалы, золи, гели, эмульсии, наногетерогенные полимеры и т.д.)

Гранулированные наноразмерные материалы

Нанокристаллические композиции

Органические и полимерные наноматериалы и волокна

Наноструктурированные катализаторы и устройства на их основе

Объемные конструкционные и функциональные наноструктурированные материалы и покрытия (металлы и сплавы, керамика, цементы, композиты и гибриды)