ГЕЛІ

ГЕЛІ (лат. gela; gelata < лат. gelo — застигаю) — зв’язнодисперсні ультра- та мікрогетерогенні дисперсні системи з газовим та рідким дисперсійним середовищем, які мають деякі властивості твердих тіл, зокрема здатність зберігати форму, деяку міцність, пластичність, частіше еластичність.

Г. утворюються із високодисперсних систем при їх коагуляції, коли частинки дисперсної фази внаслідок молекулярного зчеплення (за рахунок молекулярних сил різної природи) утворюють просторову сітку, при цьому система не розшаровується, а затвердіває (рисунок).

Geli.eps

Рисунок. Будова коагуляційної структури: 1 — частинки дисперсної фази; 2 — астабілізовані ділянки поверхні; 3 — петлі структури, заповнені дисперсійним середовищем

Г. утворюються внаслідок пухкої коагуляції за відносно малим числом коагуляційних центрів на поверхні частинок дисперсної фази, напр. на кінцях, ребрах, кутах частинок витягнутої форми (анізометричних), особливо схильних до гелеутворення. При цьому поверхня частинок стабілізована сольватними оболонками середовища. Саме тому типові Г. утворюються при дуже малому вмісті дисперсної фази, напр. при 0,01% у гідрозолі V2O5 внаслідок додавання гелетвірних (коагулюючих) електролітів настає повне затвердіння. Якщо високодисперсна сиситема є достатньо ліофільною, то утворюється типовий Г. (коагуляційно-тиксотропна структура), який називається ліогелем. При цьому не відбувається розподілу фаз із появою осаду, а все дисперсійне середовище утримується механічно в комірках структури. Залежно від природи дисперсійного середовища (води, спирту тощо) розрізняють гідрогелі, алкогелі та ін. При переході системи із вільнодисперсного стану (золю) у зв’язнодисперсний (Г.) кількість дисперсійного середовища практично не змінюється, уся рідина іммобілізована, тобто затверділа у структурі Г. Перехід не супроводжується також і помітним тепловим ефектом, оскільки зчеплення частинок дисперсної фази відбувається на дуже малих стабілізованих ділянках поверхні, де зменшення поверхневої енергії Гіббса незначне. Групу типових Г. утворюють ліофільні (оборотні) високодисперсні системи колоїдних ПАР. Г. утворюються із відповідних золів при підвищенні концентрації колоїдних ПАР або при зниженні температури. Специфічною властивістю типових коагуляційних структур є тиксотропія — здатність Г. мимовільно відновлюватися у часі після руйнування внаслідок механічної дії, а також переходити в золь під дією фізико-хімічних факторів. Г. можуть бути не тільки коагуляційно- тиксотропними, а й конденсаційно- кристалізаційними структурами. Останні утворюються з типових ліофобних золів, між частинками котрих існує хімічний зв’язок. Вони мають високу міцність і руйнуються без зворотного відновлення. При висушуванні Г. перетворюється на тверду мікропористу систему, яка має крихку структуру без зворотного відновлення. Ці системи називають аерогелями (ксерогелями). Так отримують різноманітні сорбенти, каталізатори та їх носії.

Фармацевтичні Г. як ЛП широко застосовують у медичній та косметичній практиці при ушкодженні слизової оболонки, опіках тощо. Їх часто ототожнюють із драглями (див. Драглі), які є гомогенними системами високомолекулярних речовин.

БСЭ. — М., 1972 — Т. 6; Перцев И.М., Котенко А.М., Чуешов О.В., Халеева Е.Л. Фармацевтические и биологические аспекты мазей. — Х., 2003; Технология косметических и парфюмерных средств / А.Т. Башура, Н.П. Половко, Е.В. Гладух и др. — Х., 2002; Фізична і колоїдна хімія / В.І. Кабачний, Л.К. Осіпенко, Л.Д. Грицан та ін. — Х., 1999.