La differenza fondamentale tra aerogel e xerogel è che gli aerogel si formano quando il liquido dal gel viene estratto in uno stato supercritico, mentre lo xerogel si forma quando il liquido dal gel viene evaporato a temperatura ambiente.
I nano adsorbenti a base di gel possono essere ampiamente classificati in aerogel, idrogel e xerogel. Possiamo descrivere aerogel e xerogel come gel essiccati che possono mantenere la loro consistenza porosa dopo il processo di essiccazione. Questa conservazione può essere completa o parziale. Questi gel porosi hanno proprietà attraenti che derivano dalla straordinaria flessibilità della lavorazione sol-gel. Possiamo combinare questo con varie tecniche di essiccazione, che possono portare ad aerogel o xerogel.
Cos'è Aerogel?
Aerogel può essere definito come un solido che si forma da un gel asciugandosi in uno stato supercritico. Il processo di essiccazione negli aerogel può essere descritto come liofilizzazione, essiccazione supercritica o essiccazione a pressione ambiente. L'aerogel è un materiale leggero e presenta un'ampia superficie che varia tra 200 e 1000 m2/g. Ha molte proprietà importanti come:
- Una grande quantità di distribuzione controllata della dimensione dei pori
- Un'elevata conducibilità
- Trasparenza
- Una bassa densità
- Flessibilità
- Costante dielettrica bassa
- Elevata resistenza meccanica
Figura 01: Una fiala di Aerogel
Queste proprietà rendono l'aerogel un potente candidato per un'ampia gamma di applicazioni, come l'adsorbimento di contaminanti dell'acqua. In confronto, questo tipo di gel mostra un'ampia superficie e porosità insieme a un grande volume dei pori. Esistono diversi tipi di aerogel, inclusi aerogel a base di grafene, aerogel a base di silice, aerogel a base di zeolite, ecc. Questi sono gli esempi più comuni di aerogel. Inoltre, questi aerogel possono essere facilmente modificati e funzionalizzati al fine di migliorare l'adsorbimento selettivo tramite l'interazione elettrostatica.
Cos'è Xerogel?
Xerogel è una forma solida di un gel ottenuto asciugandolo con un ritiro senza ostacoli. Il processo di essiccazione degli xerogel prevede l'evaporazione del solvente in condizioni standard utilizzando metodi convenzionali. Gli xerogel sono materiali mesoporosi con un'elevata stabilità termica. Le proprietà più importanti dello xerogel sono le seguenti:
- Non tossico
- Conveniente
- Biocompatibile
- Superficie elevata
- Elevata porosità
- Può essere facilmente modificato
Gli esempi più comuni di xerogel sono xerogel a base di carbonio e aerogel a base di silice. Questi sono principalmente studi per la purificazione dell'acqua.
Figura 02: Xerogel poroso
Quando si considera il processo di essiccazione, l'alcogel o l'idrogel ottenuto da un altro processo viene convertito in xerogel. In questo processo, il volume diminuisce di una quantità pari al volume del liquido perso per evaporazione. Inoltre, il restringimento del gel si verifica a causa delle forze capillari esercitate dal liquido di riempimento dei pori sulla parete dei pori. Questa è la fase in cui si verificano i maggiori cambiamenti di volume, peso, densità e struttura. Successivamente, il restringimento può cessare perché la rete di gel essiccato ha raggiunto una notevole rigidità.
Qual è la differenza tra Aerogel e Xerogel?
La differenza fondamentale tra aerogel e xerogel è che gli aerogel si formano quando il liquido dal gel viene estratto in uno stato supercritico, mentre lo xerogel si forma quando il liquido dal gel viene evaporato a temperatura ambiente. Inoltre, l'aerogel ha una superficie relativamente più ampia di xerogel.
L'infografica qui sotto presenta le differenze tra aerogel e xerogel in forma tabellare per un confronto fianco a fianco.
Riepilogo – Aerogel vs Xerogel
Aerogel e xerogel sono tipi importanti di materiali in gel solido. Il differenza fondamentale tra aerogel e xerogel è quello gli aerogel si formano quando il liquido dal gel viene estratto in uno stato supercritico, mentre lo xerogel si forma quando il liquido dal gel viene evaporato a temperatura ambiente.
