solgelmenetelmällä

Sol-gel menetelmä on kemiallinen prosessi, jota käytetään erilaisten kiinteiden aineiden, erityisesti oksidien, valmistukseen matalissa lämpötiloissa. Menetelmä perustuu nestemäisten esiasteiden, yleensä metallialkoksidien tai metallisuolojen, hydrolyysiin ja kondensaatioreaktioihin. Nämä reaktiot johtavat ensin solmuisen (kolloidisen partikkelin) muodostumiseen, josta edelleen kehittyy geeli. Geeli on kolmiulotteinen verkosto, joka koostuu kiinteistä hiukkasista, jotka ovat suspendoidussa nesteessä.

Kun geeli on muodostunut, se voidaan kuivata. Kuivausprosessissa neste poistuu geeliverkostosta. Riippuen kuivausolosuhteista ja geelin rakenteesta, saadaan erilaisia kiinteitä materiaaleja. Esimerkiksi nopealla kuivauksella korkeassa lämpötilassa voidaan saada huokoisia keraamisia materiaaleja, kun taas hitaammalla kuivauksella alhaisessa lämpötilassa voidaan säilyttää enemmän geelin rakennetta. Lopuksi materiaali voidaan usein sintrata korkeammissa lämpötiloissa, jolloin saavutetaan lopullinen kiinteä ja tiivis rakenne.

Sol-gel menetelmällä valmistettuja materiaaleja käytetään monilla eri aloilla, kuten optiikassa (esim. optiset pinnoitteet), elektroniikassa (esim. keramiikka ja puolijohteet), katalyysissä ja bioteknologiassa. Menetelmän etuja ovat tarkka koostumuksen hallinta, homogeenisuus, mahdollisuus valmistaa ohuehkoja kalvoja ja nanohiukkasia sekä matalat prosessilämpötilat.