Энциклопедический словарь нанотехнологий - золь-гель переход

Термин на английском

sol gel transitionСинонимы

Аббревиатуры

Связанные термины

амбигель, золь-гель переход, стимулированный замораживанием, коагуляция, нанопорошок, коллоидная системаОпределение

Процесс структурирования твердых наночастиц и окружающих их сольватных оболочек в коллоидном растворе, сопровождающийся значительным повышением его вязкости и протекающий при увеличении концентрации коллоидного раствора или под влиянием иных внешних воздействий (охлаждение, изменение рН или ионной силы коллоидного раствора).  

Описание

Размер частиц дисперсной фазы в стабильном высокодисперсном коллоидном растворе золе составляет 10^-9-10^-6 м. Увеличение концентрации дисперсной фазы приводит к появлению коагуляционных контактов между частицами и началу структурирования гелеобразования. Коагуляционные структуры характеризуются низкой прочностью, определяемой ван-дер-ваальсовыми силами, при этом взаимодействие частиц осуществляется через равновесную по толщине прослойку дисперсионной среды. Для так называемых коагуляционных структур дальнего взаимодействия сила взаимодействия частиц составляет 10^-11-10^-10 Н/контакт, а расстояние между ними 10^-8-10^-7 м. Такие структуры характеризуются полным самопроизвольным восстановлением после механического разрушения. Дальнейшее повышение объемной концентрации дисперсной фазы приводит к постепенному исчезновению способности к тиксотропному восстановлению, а по мере снижения содержания дисперсионной среды теряются также эластичные и пластические свойства. При фиксации частиц в структуре, соответствующей ближней коагуляции, прочность коагуляционных контактов возрастает до 10^-9-10^-8 Н, а расстояние между частицами снижается до 10^-9 м. На этой стадии могут возникнуть и атомные (точечные) контакты, характеризующиеся прочностью 10^-8-10^-6 Н/контакт. На практике чаще встречаются коагуляционные структуры обоих типов. Для повышения стабильности структур, регулирования реологических свойств и управления процессами структурообразования воздействуют на прочность контактов путем модификации поверхности частиц добавками ПАВ или путем создания в растворе пространственной структуры высокомолекулярного органического полимера.

• Гусев Александр Иванович, д.ф.-м.н.
• Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.

Теги

Разделы

Золь-гель-технологии

Методы формирования наноматериалов

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