Sol-Gel-Prozess

Der Sol-Gel-Prozess ist ein Verfahren zur Synthese von Gelen auf Basis eines Sols.

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Die Produkte des Prozesses sind sehr feine Pulver, monolithische Keramiken und Gläser, Keramikfasern, anorganische Membranen, dünne Beschichtungen und Aerogele. Jedes dieser Produkte kann je nach Details im Verfahrensablauf ein breites Spektrum unterschiedlicher und meist besonderer Eigenschaften aufweisen, weshalb der Sol-Gel-Prozess eine wichtige Rolle in der Materialforschung spielt.

Die Ausgangsmaterialien des Sols werden auch als Precursor bezeichnet und sind meist Alkoxide von Metallen wie z.B. Tetraethylorthosilikat (TEOS), Tetramethylorthosilikat (TMOS) oder Tetraisopropylorthotitanat (TPOT). Aber auch beispielsweise Natriumsilikat oder Glykolester können als Precursor dienen. Im Allgemeinen werden die Precursoren zusammen mit einer definierten Menge an Wasser und eventuellen Katalysatoren in einem Lösungsmittel (z.B. Ethanol) gelöst. Den Sol-Gel-Prozeß kann man vereinfacht in zwei Teilprozesse/-reaktionen unterteilen^[1]:

1. Hydrolyse

M(OR)_n + n H₂O → M(OH)_n + n ROH

2. Kondensation

M(OH)_n → MO_n/2 + n/2 H₂O

M - Metall

Bei den typischen Sol-Gel-Prozessen laufen die Hydrolyse und Kondensationsprozesse meist gleichzeitig ab. Dabei bilden sich zunächst Feststoffpartikel von wenigen Nanometern Größe, welche in dem Dispersionsmittel kolloidal verteilt sind. Diese können sich vernetzen und zu einem Gel kondensieren^[2].

Als Sol-Gel-Materialien bezeichnet man Materialien, die auf diese Weise hergestellt wurden. Anwendungsbeispiele sind unter anderem Xerogele, Aerogele und keramische Fasern.

Siehe auch: Silicagel

Einzelnachweise

1. ↑ IWT Stiftung, Institut für Werkstofftechnik Bremen, Sol-Gel-Verfahren, abgerufen am 4. Dezember 2007.
2. ↑ Hochschule Hof, sol-gel-prozess, abgerufen am 4. Dezember 2007.

Literatur

• Wright, John D. ; Sommerdijk, Nico A. J. M.: Sol-gel materials : chemistry and applications. Gordon and Breach Science Publ., Amsterdam 2001, ISBN 90-5699-326-7.

Weblinks

• SolGel.com, The Sol-Gel Gateway in englischer Sprache