Gel

Ein Gel (von lat. gelu „Frost, Kälte, Eis“ oder gelatus „gefroren, erstarrt“) wird in der Regel als ein feindisperses System aus mindestens einer festen und einer flüssigen Phase definiert, stellt also ein Kolloid dar. Diese feste Phase bildet dabei ein schwammartiges, dreidimensionales Netzwerk, dessen Poren durch eine Flüssigkeit (Lyogel) bzw. auch ein Gas (Xerogel) ausgefüllt sind. Beide Phasen durchdringen sich dabei vollständig (bikohärent). Diese Definition besitzt die höchste Verbreitung, eine allgemein anerkannte Definition gibt es jedoch nicht.

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Etymologie

Gel ist als Kurzwort für Gelatine durch Thomas Graham zu seiner heutigen Bedeutung gelangt. Gelee, also ein eingedickter Fleisch- oder Fruchtsaft, entstammt der selben lateinischen Bedeutung.

Aufbau des Netzwerks

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.

Eigenschaften

Gele können als viskoelastische Fluide beschrieben werden. Die Fluideigenschaften eines Gels liegen somit zwischen der einer idealen Flüssigkeit und der eines idealen Festoffkörpers. Oft werden zur Einstufung der Gelartigkeit eines viskoelastischen Fluids in der Rheologie der Speichermodul und der Verlustmodul als Parameter herangezogen. In der Regel wird einem Fluid dann Gelcharakter zugeschrieben, wenn der Speichermodul im Betrag größer ist als der Verlustmodul.

Synthese

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.

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.

Verwendung

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