Un gel es un sistema coloidal formado por una fase sólida continua que envuelve o intercalada con una fase líquida (a menudo agua). Se comporta como un sólido y es elástico, aunque esté compuesto en su mayor parte por líquido. Los geles se forman mediante la reticulación de polímeros o partículas coloidales, que crean una red tridimensional que encierra el líquido.
Los geles se cuentan entre los fluidos no newtonianos, lo que significa que sus propiedades de flujo no siguen las leyes de la viscosidad newtoniana clásica. A diferencia de los líquidos newtonianos, cuya viscosidad se mantiene constante, los líquidos no newtonianos, como los geles, reaccionan de forma diferente ante las fuerzas de cizallamiento. Su viscosidad puede cambiar bajo estrés mecánico, como la presión o la deformación. Esto hace que los geles muestren propiedades viscosas cuando se deforman lentamente, pero que se comporten de forma más bien sólida o elástica ante un estrés rápido o intenso.
La estructura de la fase líquida es la que le da ese aspecto «sólido» a simple vista. Hay geles de distintos tipos y formas, que se usan a menudo en productos farmacéuticos o como adhesivos.
Una variante especial de los geles son los llamados «xerogeles», a los que normalmente se les retiran los agentes hinchantes. Algunos ejemplos de xerogeles son el gel de sílice seco o la gelatina.
Los geles pueden analizarse fácilmente mediante calorimetría diferencial de barrido (Calorimetría Diferencial de Barrido – DSC), como se hace a menudo en el control de calidad.
La curva muestra una curva DSC de nanopartículas de óxido de aluminio en una matriz de gel, calentadas a una velocidad lineal de 10 K/min en una atmósfera de nitrógeno.
La señal muestra dos efectos significativos durante la ejecución que merece la pena examinar con más detalle: En el intervalo de hasta 120 °C, hay una pérdida de agua, que está causada por elcambio de masa de la muestra causado por el cambio de Cp causada por el cambio de masa de la muestra provoca un desplazamiento de la línea de base.
Como consecuencia de este efecto, queda una matriz de gel seca que contiene nanopartículas: el llamado xerogel. A unos 200 °C se produce un transición de fase de las nanopartículas, que pasan de una estructura ordenada a una estructura amorfa de óxido de aluminio, lo que se puede ver como un pico pequeño y pronunciado.
Estos dos efectos son reproducibles y describen bien las características del gel de nanopartículas.
