Gel

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Dieser Artikel behandelt die viskoelastischen Fluide. Siehe auch: František Gel, Gehl bzw. Geel.

Ein Gel wird in der Regel als ein feindisperses System aus mindestens einer festen und einer flüssigen Phase definiert. Die feste Phase bildet dabei ein schwammartiges, dreidimensionales Netzwerk, dessen Poren durch eine Flüssigkeit (Lyogel) oder ein Gas (Xerogel) ausgefüllt sind. Ist das Netzwerk hochporös und Luft das eingelagerte Gas, so wird das Gel auch als Aerogel bezeichnet.[1] Beide Phasen durchdringen sich dabei vollständig (bikohärent). Diese Definition besitzt die höchste Verbreitung, eine allgemein anerkannte Definition gibt es nicht.

Etymologie[Bearbeiten]

Gel ist als Kurzwort für Gelatine durch Thomas Graham zu seiner heutigen Bedeutung gelangt. Gelee, also ein eingedickter Fleisch- oder Fruchtsaft, kommt vom französischen gelée, das wie die Gelatine auf lat. gelu ‚Eis‘ zurückgeht.[2][3]

Aufbau des Netzwerks[Bearbeiten]

Es wird allgemein zwischen Nebenvalenzgelen und Hauptvalenzgelen unterschieden. Das Netzwerk der Nebenvalenzgele beruht auf Dipol-Dipol-Kräften, Wasserstoffbrückenbindungen oder Coulomb-Kräften, das der Hauptvalenzgele hingegen auf kovalenten Atombindungen. Nebenvalenzgele sind hitzereversibel (z. B. Gele auf Pektin- oder Gelatinebasis).

Das Netzwerk kann dabei sowohl aus organischen als auch aus anorganischen Verbindungen gebildet werden.

Rheologische Eigenschaften[Bearbeiten]

Gele können als viskoelastische Fluide beschrieben werden. Ihre Fluideigenschaften liegen somit zwischen denen einer idealen Flüssigkeit und denen eines idealen Feststoffkörpers. In der Rheologie wird einem viskoelastischen Fluid in der Regel dann Gelcharakter zugeschrieben, wenn der Betrag des Speichermoduls größer ist als der des Verlustmoduls, d. h. am Gelpunkt.[3][4]

Synthese[Bearbeiten]

Die Bildung eines Gels wird allgemein als Gelierung bezeichnet, wobei dieser Begriff recht unterschiedliche Bereiche umfasst. Der Punkt im Syntheseprozess, ab dem man von einem Gel spricht, wird dabei als Gelpunkt bezeichnet.[4]

Bei Lebensmitteln wird die Gelierung meist durch den Einsatz von Geliermitteln herbeigeführt.

Gel und Sol können sich ineinander umwandeln. Durch Peptisation wird aus einem Gel ein Sol und durch Koagulation wird aus einem Sol ein Gel.[5]

Verwendung[Bearbeiten]

Gel kann als Trägermedium für Salben und Crèmes, Füllmittel für Gelsättel und Gelbetten, Haargel zum Formen einer Frisur, sowie als leichtflüssige Kugelschreibertinte oder als Decorgel beim Backen verwendet werden. Auch natürliche Fette sind häufig Gele. Eine Anwendung finden Gele zudem als Matrix beim Trennungsverfahren der Gelelektrophorese.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Gel – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Gel – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Stefan Sepeur: Nanotechnologie. Vincentz Network, 2008, ISBN 978-3878703334 (Seite 27 in der Google-Buchsuche).
  2.  Hans-Dieter Dörfler: Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme: Physik und Chemie. Springer, 2002, ISBN 978-3540425472 (Seite 604 in der Google-Buchsuche).
  3. a b  Óscar Lafuente Cerdá: Thermoreversible Gele von isotropen und anisotropen Flüssigkeiten. 2005, ISBN 978-3865374684 (Seite 3 in der Google-Buchsuche).
  4. a b  Quarch, Kerstin: Produktgestaltung an kolloidalen Agglomeraten und Gelen. Universität Karlsruhe, 2010, ISBN 978-3866445031 (Seite 35 in der Google-Buchsuche).
  5.  Peter Kurzweil,Paul Scheipers: Chemie: Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente. Vieweg+Teubner, 2009, ISBN 978-3834803412 (Seite 172 in der Google-Buchsuche).