gelvorming

Gelvorming is het proces waarbij een vloeistof verandert in een gel door de vorming van een continue, drie-dimensionale netwerk van moleculen dat water vasthoudt. Dit netwerk beperkt de beweging van water en van opgeloste deeltjes, waardoor een vaste maar vaak thixotrope textuur ontstaat.

Er bestaan twee hoofdtypen gelvorming: fysische gelvorming, die berust op reversibele, niet-covalente interacties zoals waterstofbindingen, ionische krachten en hydrophobe aggregatie; en chemische gelvorming, die berust op covalente kruisverbindingen of reticulatie die een stevig, blijvend netwerk opleveren.

Veelvoorkomende gellingsmiddelen zijn onder andere gelatine, pectine, alginaat, carrageen, agar en zetmeel. Elk soort vereist specifieke omstandigheden (temperatuur, pH, ionen) en levert verschillende texturen, permeabiliteit en stabiliteit aan de gel.

Factoren die gelvorming sturen zijn onder meer de concentratie en het type gelvormer, de temperatuur en het afkoelings- of opstellingsproces, de pH en ionensterkte, en de aanwezigheid van multivalente ionen zoals calcium. Bij fysische gels kan het netwerk pas vormen bij verlaagd temperatuur of andere externe prikkels; bij chemische gels gebeurt de reticulatie via een chemische reactie.

Toepassingen van gelvorming zijn wijdverspreid en omvatten voedseltoepassingen zoals gelei en geleiproducten, farmaceutische en biomedische technologieën zoals hydrogel-drugafgifte en weefselengineering, en technische velden waar zachte materiaaleigenschappen en waterbinding gewenst zijn.