Содержание

1. Введение……………………………………………………………………………………2

2. Литературный обзор………………………………………………………………..3

3. Золь-Гель синтез………………………………………………………………..…….6

3.1.Получение золя……………………………………………………………..……6

3.2.Гелеобразование……………………………..…………………………………9

3.3.Старение…………….………………………………………………………………11

3.4. Сушка………………………….………………………………………………………11

4. Применение……………………………………………………………………….………12

5. Заключение………………………………………………………………………….…….14

6. Список литературы…………………………………………………………….………15

1. Введение

Нанотехнология это совокупность методов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты которые включают в себя компоненты с размером 10^-9м. Одним из таких методов является «Золь-Гель» синтез.

Золь-Гель синтез это синтез дающий возможность получения материалов с определенными химическими и физико-механическими свойствами, включающая получение золя и перевод его в гель. Переход золя в гель лежит в основе многих современных технологий, связанных с производством волокнистых материалов, стекол, покрытий, керамических мембран, пленок, термо и звукоизоляционных и пористых материалов, керамики, композиционных и лакокрасочных материалов и т.д.

2. Литературный обзор

Мы привыкли рассматривать вещества с двух позиций. С одной стороны это твердые вещества, жидкости и газы. С другой стороны микроскопическая структура этих веществ, т.е. атомы, ионы и молекулы. Между этими двумя пределами имеется область, к которой относятся частицы промежуточного размера. О веществах, относящихся к этой области, принято говорить, что они находятся в коллоидном состоянии. Особенность подобного состояния веществ заключается в том, что ему присущи свойства, не наблюдаемые ни у макроскопических объектов, ни у полностью диспергированных молекул. Например, от молекулярных растворов коллоидные могут быть отличены по их оптическим свойствам. Если через стакан с коллоидным раствором пропустить сильный пучок световых лучей, то в результате светорассеяния коллоидными частицами в нем образуется светлый конус, хорошо видимый в темном помещении. Напротив, поставленный в те же условия истинный раствор кажется «оптически пустым», т.к. содержащиеся в нем частички молекулярных растворов в заметной степени свет не рассеивают. Это явление называется эффект Тиндаля (рис. 1)[1] . С наличием светорассеяния связана также, часто наблюдаемая, опалисценция коллоидных растворов, т.е. их мутноватый вид в отраженном свете.

Рис. 1 Эффект Тиндаля

Дисперсная система с коллоидным размером частиц распределенных в той или иной среде носит название коллоидного раствора.

Система	Название	Примеры
Жидкость диспергированная в газе	Аэрозоль	Туман, дымка
Твердое вещество диспергированное в газе	Аэрозоль	Дым пыль, смог
Газ диспергированный в жидкости	Пена	Газированные напитки, взбитые сливки
Жидкость диспергированная в жидкости	Эмульсии	Молоко, жидкие среды организма (плазма, кровь, лимфа)
Твердое вещество диспергированное в жидкости	Золь	Строительные растворы, пасты
Газ диспергированный в твердом веществе	Гель	Керамика, пенопласты, поролон, пористый шоколад
Жидкость диспергированная в твердом веществе	Гель	Желе, желатин, косметические и медицинские средства (мази, тушь, помада)
Твердое вещество диспергированное в твердом веществе	Твердый золь	Цветные стекла, горные породы

Табл. 1 Типы дисперсных систем.

На основании таблицы 1[2] можно убедиться, что дисперсные системы чрезвычайно многообразны. Можно сказать, что они составляют основу всего живого мира. Распространенность их в быту, в технике, в промышленности также велика. Большое значение коллоидные системы имеют для биологии и медицины. Одним из важнейших типов коллоидных систем являются золи и гели.

Золи – коллоидные растворы, в которых частицы дисперсной фазы (мицелы) свободны и участвуют в интенсивном броуновском движении и поэтому не оседают под действием силы тяжести.

Мицелла - частица дисперсной фазы золя, окруженная слоем молекул или ионов дисперсионной среды. Строение мицеллы показано на рис.2[5].

Рис.2 Строение мицеллы

Ядро мицеллы имеет значительный заряд и притягивает из раствора противоположно заряженные ионы (противоионы). Противоионы в мицелле образуют два слоя, которые различаются по силе их притяжения к ядру. Относительно плотный адсорбционный слой противоионов (в котором реализуется достаточно сильное электростатическое взаимодействие противоионов с зарядом ядра) и более удаленный от ядра диффузный слой («размытый») (в котором противоионы притягиваются к ядру намного меньше вследствие ослабления (экранирования) заряда ядра противоионами адсорбционного слоя). Противоионы адсорбционного слоя вместе с ядром образуют единую структуру относительно постоянного состава – коллоидную частицу.

Гели – дисперсные системы с жидкой или газообразной дисперсной средой и пространственной структурой (сеткой) дисперсной фазы. Такая сетка придает гелю свойства твердого тела. Гели обладают пластичностью, эластичностью и тиксотропными свойствами. Тиксотропия – способность восстанавливать свою первоначальную структуру после его механического разрушения, а также разжижается под действием интенсивных механических воздействий. Гели образуются из золей в результате молекулярного сцепления частиц дисперсной фазы.