Gelbildningen

Gelbildningen är processen där ett flytande system av polymerer och/eller andra molekyler bildar ett tredimensionellt nätverk som fångar vätska och bildar ett gel. Resultatet är en semisolid med hög viskositet och porös struktur som kan återfå form och volym efter påverkan. Geler delas ofta in i fysikaliska geler, där korslänkningar är reversibla och baseras på icke-kovalenta krafter, samt kemiska geler, där nätverket bildas genom permanenta kovalenta bindningar.

Processen uppstår när systemet passerar gelpunkten, en övergång där ett vätskefyllt sol-formigt tillstånd utvecklas till ett

tvärbundet gel-nätverk. Faktorer som påverkar bildningen inkluderar polymerlängd och koncentration, temperatur, pH och jonstyrka. Fysisk gelation kan initieras genom kyla eller förändrad solvattentillgång som främjar attraktiva interaktioner mellan molekyler. Kemisk gelation samverkar med tillsats av tvärbindare eller katalysatorer som förenar kedjorna genom nya kovalenta länkar.

Egenskaperna hos geler är i stor utsträckning viskoelastiska: de uppvisar solidlika egensköter vid vila men kan flyta under viss kraft, och de har porösa nätverk som möjliggör diffusion av små molekyler. Vid längre tid kan geler genomgå syneresis, där vatten pressas ut ur nätverket.

Användningar finns främst inom livsmedel, biomedicin och materialvetenskap. Exempel på geler är gelatin, alginat och pektin i livsmedel, hydrogeller i läkemedels- och vävnadsbiologi samt silica- och polymerbaserade geler i industriella tillämpningar. Gelbildningen studeras med rheologiska tester för att uppskatta G’ och G’’ och därigenom gelens styrka och täthet.

---