젤은 액체상(보통 물)을 둘러싸거나 산재하는 연속적인 고체상으로 구성된 콜로이드 시스템입니다. 주로 액체로 구성되어 있지만 고체처럼 행동하고 탄성이 있습니다. 젤은 폴리머 또는 콜로이드 입자의 가교 결합에 의해 형성되며, 액체를 둘러싸는 3차원 네트워크를 형성합니다.
젤은 비뉴턴 유체로, 흐름 특성이 고전적인 뉴턴 점도의 법칙을 따르지 않는다는 의미입니다. 점도가 일정하게 유지되는 뉴턴 유체와 달리 젤과 같은 비뉴턴 유체는 전단력에 다르게 반응합니다. 겔의 점도는 압력이나 스트레칭과 같은 기계적 스트레스에 따라 변할 수 있습니다. 결과적으로 젤은 느린 변형에서는 점성 특성을 나타내지만, 빠르고 강한 응력에서는 더 단단하거나 탄력적으로 작동하는 경향이 있습니다.
액체 상태의 결합 구조 덕분에 겔은 거시적으로 “고체”와 같은 특성을 띠게 됩니다. 겔은 다양한 종류와 형태로 존재하며, 주로 의약품이나 접착제로 사용됩니다.
젤의 특별한 변형으로 소위 ‘제록젤(Xerogel)’이 있는데, 이는 일반적으로 팽창제가 제거된 젤을 말합니다. 제록젤의 예로는 건조된 실리카겔이나 젤라틴이 있습니다.
젤은 다음과 같은 방법으로 쉽게 분석할 수 있습니다. 차동 주사 열량 측정 (차동 주사 열량계 – DSC)로 쉽게 분석할 수 있습니다.
이 곡선은 질소 분위기에서 10K/min의 선형 가열 속도로 가열된 겔 매트릭스에서 알루미늄 산화물 나노 입자의 DSC 실행을 보여줍니다.
신호는 실행 중에 자세히 살펴볼 가치가있는 두 가지 중요한 효과를 보여줍니다. 최대 120 ° C 범위에서 다음과 같은 원인으로 인한 수분 손실이 있습니다.질량 변화 에 의한 시료의 Cp 변화 에 의한 시료의 질량 변화로 인한 수분 손실이 기준선의 변화로 이어집니다.
이러한 현상의 결과로, 나노입자를 함유한 건조한 겔 매트릭스, 이른바 ‘제로겔(Xerogel)’이 남게 됩니다. 약 200 °C에서 상전이 이 발생하며, 이는 나노입자가 정렬된 구조에서 비정질 알루미늄 산화물 구조로 변하는 것으로, 작고 날카로운 피크 형태로 관찰됩니다.
이 두 가지 효과는 재현 가능하며 나노 입자 젤의 특징을 잘 나타냅니다.
