geeliytymistä

Geeliytyminen on prosessi, jossa nesteinen aine muuttuu geelimäiseksi rakenteeksi. Usein kyse on polymeeriverkoston muodostumisesta, joka sitoo suuria määriä vettä mutta antaa aineelle geelimäisen, säilyttävän muodon. Geeliytymistä esiintyy sekä luonnossa että teollisuudessa, ja siihen vaikuttavat lämpötila, pH, ionit ja polymerien konsentraatio.

Geelit voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: fyysinen geeliytyminen ja kemiallinen geeliytyminen. Fyysinen geeliytyminen perustuu väliaikaisiin vuorovaikutuksiin, kuten vesihidrogensidoksiin tai hydrophobisiin vuorovaikutuksiin, ja verkko voi hajoaa muutoksessa lämpötilassa tai ympäristössä. Kemiallinen geeliytyminen syntyy, kun molekyylit ristisidoksittuvat kovalaattisesti kinähtynä, jolloin muodostuu kestävämpi ja pitkäikäisempi verkko. Eri geelit syntyvät eri mekanismeilla: gelatiini geelinä tapahtuu viileyteen tai jäähdytykseen liittyen; agar ja agarose muodostavat geelejä viilentyneessä nesteessä; alginaatit muodostavat geelejä kalsiumionien avulla; näihin voidaan yhdistää myös muita polymeeriyhdisteitä.

Sovellukset ovat laajoja. Elintarviketeollisuudessa geelit antavat rakennetta ja tekstuuria (hyytelöt, valmisteet). Biolääketieteessä ja lääketieteessä geelit toimivat hydrogeeleinä lääkeaineiden hallitussa vapautumisessa sekä kudos- ja reseptorinsinöörin tutkimuksessa. Laboratorioissa geeli-elektroforeesi ja muut geelimateriaalit tukevat erottelua ja analyysiä. Geeliytymisen mittaaminen perustuu rheologisiin mittauksiin ja gelling- eli solutuksen lämpötilaan, sekä verkoston jäykkyyteen.