ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแอโรเจลและซีโรเจลคือแอโรเจลก่อตัวเมื่อของเหลวจากเจลถูกสกัดในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด ในขณะที่ซีโรเจลก่อตัวเมื่อของเหลวจากเจลระเหยที่อุณหภูมิห้อง
สารดูดซับนาโนที่ใช้เจลสามารถจำแนกได้กว้างๆ ได้เป็นแอโรเจล ไฮโดรเจล และซีโรเจล เราสามารถอธิบายแอโรเจลและซีโรเจลว่าเป็นเจลแห้งที่สามารถคงพื้นผิวที่มีรูพรุนไว้ได้หลังจากกระบวนการทำให้แห้ง การคงไว้นี้สามารถเป็นได้ทั้งแบบสมบูรณ์หรือบางส่วน เจลที่มีรูพรุนเหล่านี้มีคุณสมบัติที่น่าดึงดูดซึ่งเกิดจากความยืดหยุ่นที่ไม่ธรรมดาของกระบวนการผลิตโซลเจล เราสามารถรวมสิ่งนี้เข้ากับเทคนิคการทำให้แห้งแบบต่างๆ ซึ่งอาจนำไปสู่แอโรเจลหรือซีโรเจล
แอโรเจลคืออะไร
แอโรเจลสามารถกำหนดเป็นของแข็งที่เกิดจากเจลโดยการทำให้แห้งในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด กระบวนการทำแห้งในแอโรเจลสามารถอธิบายได้ว่าเป็นการทำแห้งแบบเยือกแข็ง การทำแห้งแบบวิกฤตยิ่งยวด หรือการทำให้แห้งด้วยแรงดันแวดล้อม Airgel เป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบาและมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ที่อยู่ระหว่าง 200 – 1,000 m2/g มีคุณสมบัติที่สำคัญมากมายเช่น:
- ควบคุมการกระจายขนาดรูขุมขนจำนวนมาก
- การนำไฟฟ้าสูง
- โปร่งใส
- ความหนาแน่นต่ำ
- ความยืดหยุ่น
- ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ
- ความแข็งแรงทางกลสูง
รูปที่ 01: ขวด Aerogel
คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้แอโรเจลเป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย เช่น การดูดซับสารปนเปื้อนในน้ำ เจลชนิดนี้มีพื้นที่ผิวที่กว้างและมีความพรุนพร้อมกับมีรูพรุนขนาดใหญ่ แอโรเจลมีหลายประเภท รวมถึงแอโรเจลที่ใช้กราฟีน แอโรเจลที่ใช้ซิลิกา แอโรเจลที่ใช้ซีโอไลต์ ฯลฯ สิ่งเหล่านี้คือตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของแอโรเจล นอกจากนี้ แอโรเจลเหล่านี้ยังสามารถปรับเปลี่ยนและทำงานได้อย่างง่ายดาย เพื่อปรับปรุงการดูดซับแบบเลือกผ่านปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิต
ซีโรเจลคืออะไร
ซีโรเจลเป็นรูปแบบของแข็งของเจลที่ได้จากการทำให้แห้งโดยไม่หดตัว กระบวนการทำให้แห้งของซีโรเจลเกี่ยวข้องกับการระเหยตัวทำละลายภายใต้สภาวะมาตรฐานโดยใช้วิธีการทั่วไป Xerogels เป็นวัสดุ mesoporous ที่มีความคงตัวทางความร้อนสูง คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของซีโรเจลมีดังนี้:
- ปลอดสารพิษ
- คุ้มค่า
- เข้ากันได้
- พื้นที่ผิวสูง
- รูพรุนสูง
- สามารถปรับเปลี่ยนได้ง่าย
ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของซีโรเจล ได้แก่ ซีโรเจลที่มีคาร์บอนและแอโรเจลที่มีซิลิกา ส่วนใหญ่เป็นการศึกษาการทำน้ำให้บริสุทธิ์
รูปที่ 02: Porous Xerogel
เมื่อพิจารณาถึงกระบวนการทำให้แห้ง อัลโคเจลหรือไฮโดรเจลที่ได้จากกระบวนการอื่นจะถูกแปลงเป็นซีโรเจล ในกระบวนการนี้ ปริมาตรจะลดลงตามปริมาณที่เท่ากับปริมาตรของของเหลวที่สูญเสียไปจากการระเหย นอกจากนี้ การหดตัวของเจลเกิดขึ้นเนื่องจากแรงของเส้นเลือดฝอยที่กระทำโดยของเหลวเติมรูพรุนไปยังผนังรูพรุน นี่คือระยะที่มีการเปลี่ยนแปลงมากที่สุดในด้านปริมาตร น้ำหนัก ความหนาแน่น และโครงสร้างหลังจากนั้นการหดตัวก็หยุดลงได้เพราะเจลแห้งถึงจุดแข็งแล้ว
แอร์เจลกับซีโรเจลต่างกันอย่างไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแอโรเจลและซีโรเจลคือแอโรเจลก่อตัวเมื่อของเหลวจากเจลถูกสกัดในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด ในขณะที่ซีโรเจลก่อตัวเมื่อของเหลวจากเจลระเหยไปที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ แอโรเจลยังมีพื้นที่ผิวที่ค่อนข้างใหญ่กว่าซีโรเจล
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่าง airgel และ xerogel ในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – Airgel vs Xerogel
แอโรเจลและซีโรเจลเป็นวัสดุเจลชนิดแข็งที่สำคัญ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแอโรเจลและซีโรเจลคือแอโรเจลก่อตัวเมื่อของเหลวจากเจลถูกสกัดในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด ในขณะที่ซีโรเจลก่อตัวเมื่อของเหลวจากเจลระเหยที่อุณหภูมิห้อง