Sa Russian mayroong tatlong termino na magkapareho - gels, jellies at jellies. Walang malaking pagkakaiba sa pagitan ng mga ito sa istraktura, ngunit ang mga konseptong ito ay inilalapat sa iba't ibang larangan ng aktibidad. Ang terminong "gel" ay mas madalas na ginagamit sa kimika o may kaugnayan sa mga produktong panggamot at kosmetiko, "halaya" - sa pagluluto, mas madalas sa kimika, "halaya" - sa pagluluto at cosmetology. Alamin natin kung ano ang mga gel at kung paano ito magagamit.
Ang konsepto ng "gel"
Ang salitang "gel" ay nagmula sa Latin. Ang ibig sabihin ng gelo sa pagsasalin ay “freeze”, ang ibig sabihin ng gelatus ay “immobile, frozen.”
Ang konsepto ay tinukoy ng colloid chemistry, ang agham na nag-aaral ng mga disperse system at surface phenomena.
Ano ang gel sa mga tuntunin ng chemistry? Ang gel ay tulad ng isang dispersed system na may isang dispersion medium kung saanang mga phase particle ay bumubuo ng isang spatial structural grid. Ang gel ay naglalaman ng hindi bababa sa dalawang bahagi.
Gel-colloidal system
Ang mga dispersed system ay yaong kung saan ang mga particle ng isang substance ay pantay na ipinamamahagi sa mga particle ng isa pang substance. Sa ganitong mga sistema, nakikilala nila ang:
- dispersion medium - ang substance kung saan nangyayari ang pamamahagi,
- dispersed phase - isang substance na ang mga particle ay ipinamamahagi.
Dispersion system, halimbawa, ay fog. Dito, ang dispersion medium ay puno ng gas, ang hangin ay gumaganap ng papel nito, at ang dispersed phase ay likido, ito ay mga particle ng tubig na ipinamamahagi sa hangin. Maraming mga halimbawa ng mga dispersed system. Ang lahat ng mga sistemang ito ay naiiba sa estado ng pagsasama-sama ng bahagi at daluyan, pati na rin sa antas ng kalinisan ng mga particle ng phase. Ang pinakamataas na antas ng phase refinement - sa mga indibidwal na molekula - ay nasa totoong solusyon. Dito walang interface sa pagitan ng mga particle - ang mga molecule ng phase at medium. Ang ganitong mga sistema ay tinatawag na homogenous, sila ay matatag. Mga halimbawa ng totoong solusyon: sulfuric acid solution, hangin, tubig dagat, cast iron.
Sa mga magaspang na sistema, ang laki ng particle ay higit sa 100 nm, ito ay malalaking particle na makikita ng mata. Ang isang interface ay maaaring makilala sa pagitan ng mga particle ng phase at medium; samakatuwid, ang mga naturang sistema ay tinatawag na heterogenous, sila ay hindi matatag at stratify sa paglipas ng panahon. Mga halimbawa ng magaspang na sistema: ground chalk sa tubig, whitewash, mortar, toothpaste, vegetable oil sa tubig, gatas.
Ang mga particle ng phase na may sukat mula 1 hanggang 100 nm ay bumubuo ng mga colloidal solution. Ang mga sistemang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga espesyal na katangian na hindi katangian ng mga tunay na solusyon at magaspang na sistema. Ang mga colloidal solution ay microheterogeneous at medyo matatag na mga sistema; ang kanilang mga particle ay hindi tumira sa paglipas ng panahon sa ilalim ng pagkilos ng gravity. Mga halimbawa: aqueous colloids ng metal sulfide, sulfur.
Natutukoy ang mga gel ayon sa antas ng dispersion ng phase sa mga colloidal system.
Pinagsama-samang estado ng phase at medium sa mga gel
Depende sa estado ng pagsasama-sama ng dispersion medium at ang dispersed phase, 8 uri ng disperse system ang nakikilala. Kung ang daluyan ay isang gas, kung gayon ang bahagi ay maaaring isang likido (naikonsidera na natin ang fog) o isang solid. Halimbawa, usok o smog - ang mga particle ng solid phase ay ipinamamahagi sa isang gaseous medium. Ang parehong sistema ay tinatawag na aerosol.
Kung ang daluyan ay isang likido, at ang mga solidong particle ng phase ay ipinamamahagi sa loob nito, kung gayon ang naturang sistema ay tinatawag na sol o isang suspensyon, depende sa laki ng mga particle. Ang mga sol ay bumubuo ng mga gel sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon.
Ayon sa kahulugan ng chemistry, ang mga gel ay mga dispersed system kung saan ang dispersion medium ay solid, ang dispersed phase ay isang likido. Ibig sabihin, ang gel ay ang pangalan ng uri ng dispersion system kasama ng emulsion, aerosol, suspension, atbp.
Gels - mga solusyon na nawalan ng likido
Ang ilang mga solusyon ng macromolecular substance at sols ay maaaring maging mga gel sa pangmatagalang imbakan. Ang mga particle ng IUD o sol ay nagbubuklod sa isa't isa, na bumubuo ng tuluy-tuloy na network. Sa loob ng naturang gridtumagos ang mga solvent particle. Kaya, ang dispersion medium at ang dispersed phase ay nagbabago ng kanilang mga tungkulin. Ang bahagi ay nagiging tuluy-tuloy, at ang mga particle ng daluyan ay nagiging hiwalay. Kaya, ang sistema ay nawawalan ng pagkalikido at nakakakuha ng mga bagong mekanikal na katangian. Ano ang isang gel? Ito ay mga colloidal system na nawalan ng fluidity dahil sa pagbuo ng mga panloob na istruktura sa mga ito.
Ang ilang mga gel ay nagde-delaminate sa paglipas ng panahon, na may kusang paglabas ng likido. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na syneresis. Mayroong isang compaction ng spatial network, isang pagbawas sa dami ng gel, ang pagbuo ng tinatawag na solid colloid.
Ang pagbuo ng solid colloid mula sa isang gel ay isang pangkaraniwang natural na phenomenon. Halimbawa, ang kakanyahan ng pamumuo ng dugo ay ang pagbabago ng fibrinogen, isang natutunaw na protina, sa fibrin, isang hindi matutunaw na protina. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang pamumuo ng dugo ay isang mahalagang proseso. Ang syneresis ay mahalaga sa paghahanda ng cottage cheese, keso. Sa mga kasong ito, kapaki-pakinabang ang phenomenon ng syneresis. Gayunpaman, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay madalas na kailangang pigilan, dahil tinutukoy nito ang buhay ng istante at buhay ng istante ng iba't ibang mga gel - medikal, kosmetiko, pagkain. Halimbawa, ang marmalade at soufflé, kapag nakaimbak ng mahabang panahon, ay nagsisimulang maglabas ng likido at hindi na magagamit.
Ang mga proseso ng pag-convert ng sol sa isang gel at isang gel sa isang solid colloid ay nababaligtad. Halimbawa, ang protina na gelatin, na isang solidong colloid, kapag namamaga sa tubig, ay nagiging halaya - gel. Mahalagang obserbahan ang rehimen ng temperatura, dalhin ang gelatin sa isang pigsa, ngunit huwag pakuluan, kung hindi man ang istraktura ay nawasak at ang gelnagiging sol, nagiging tuluy-tuloy.
Kapag pinatuyo, ang mga gel ay hindi na maibabalik.
Pag-uuri ng mga gel
Depende sa kemikal na katangian ng dispersion medium, ang mga gel ay nakikilala: hydrogels, alcogels, benzogels, atbp. Ang mga gel na mahina sa likido o ganap na anhydrous ay tinatawag na xerogel. Ang Xerogel ay wood glue sa mga tile, starch, dry sheet gelatin. Ang mga kumplikadong xerogel ay mga biskwit, harina, crackers.
Ang ilang mga gel ay naglalaman ng kaunting dry matter, ngunit mayroon pa ring three-dimensional na istraktura. Ang mga ito ay halaya, halaya, yogurt, mga solusyon sa sabon. Tinatawag silang mga lyogel.
Pumili ng pangkat ng mga coagel. Ito ay mga gelatinous precipitates na nakukuha sa pamamagitan ng coagulating sols (silicic acid, iron (III) hydroxide, atbp.) at pag-asin ng mga polymer solution. Sa mga coagel, ang dispersion medium ay bumubuo ng isang hiwalay na bahagi, isang maliit na bahagi lamang ng medium ang nakatali.
Ang paggamit at kahalagahan ng mga gel sa medikal na kasanayan
Gels ay ginagamit sa medisina:
- kapag nagsasagawa ng ultrasound at electrographic na pagsusuri;
- upang lumikha ng mga artipisyal na joints, ligaments;
- upang ihinto ang pagdurugo sa pamamagitan ng pagbabara (embolism) ng mga daluyan ng dugo;
- para sa pagpapanumbalik ng corneal;
- antibacterial, antiviral gels;
- warming gels para sa pain relief ng iba't ibang bahagi ng musculoskeletal system;
- cooling gels para sa mga pinsala.
Mga pampainit na gel
Mga pampainit na geldagdagan ang pagkamatagusin ng mga capillary dahil sa mga sangkap na bumubuo sa kanilang komposisyon - ito ay bee at snake venom, pepper extract; Ang methyl salicylate ay may hindi gaanong binibigkas na epekto. Ang mga sangkap na ito ay nagdudulot ng pagtaas sa pagpuno ng dugo ng mga daluyan ng dugo - hyperemia, kaya ang pagtaas ng lokal na paglipat ng init. Ang mga warming gel ay ginagamit nang topically para sa iba't ibang mga sugat ng musculoskeletal system - mga joints, muscles, ligaments, tendons. Ginagamit ang mga ito upang mapawi ang pamamaga, bawasan ang sakit, buhayin ang sirkulasyon ng dugo sa apektadong lugar. Ang mga pampainit na gel ay ginagamit ng mga atleta bago ang pagsasanay upang ihanda ang mga kalamnan. Ang tissue ng kalamnan sa ilalim ng pagkilos ng mga sangkap ng gel ay pinainit at samakatuwid ay hindi gaanong nasira sa panahon ng ehersisyo, na pumipigil sa mga sprains at pinsala. Ang paggamit ng mga naturang gel pagkatapos ng pagsasanay ay nakakatulong na mapawi ang pag-igting ng kalamnan at pagkapagod.
Ang mga sikat na warming gel ay batay sa:
- pepper capsaicin o ang synthetic analogue nito - "Finalgon", "Kapsicam";
- kalaman ng mga bubuyog at ahas - "Viprosal";
- diclofenac, ibuprofen, indomethacin - non-steroidal anti-inflammatory substance - Diclofenac, Ortofen, Indomethacin.
Kapag gumagamit ng mga pampainit, dapat mong basahin ang mga tagubilin para sa paggamit ng mga gel, isaalang-alang ang mga kontraindikasyon at obserbahan ang dalas ng paggamit.
Mga Cooling Gel
Warming gels ay hindi dapat gamitin kaagad pagkatapos ng pinsala. Sa oras na ito kinakailangan na gumamit ng mga coolant sa kabaligtaran. Pinakamainam na maikli ang paglalagay ng yelo atgumamit ng malamig na compress. Gumagamit ang mga atleta ng mga espesyal na cooling spray. Pagkatapos ay maaari kang mag-aplay ng cooling gel, halimbawa sa menthol. Pinipigilan ng paglamig ang pagbuo ng edema at pamamaga, anesthetizes. Ang malamig ay dapat ilapat sa unang araw pagkatapos ng pinsala. Pagkatapos ng 2-3 araw, nagsisimula silang gumamit ng mga pampainit na ahente na nagpapataas ng lokal na daloy ng dugo, na nag-aambag sa resorption ng hematomas.
Pagpapasiya ng lakas ng gel
Kailangang malaman ng mga tagagawa ng medikal, parmasyutiko, kosmetiko na gel ang kanilang katigasan. Ang pagkalastiko at lakas ng pagkalagot ng mga gel ay mahalaga para sa paggawa ng mga coronary stent, ang materyal na kung saan ay dapat na katulad sa mga mekanikal na katangian sa buhay na tisyu; contact lens, suppositories, gel lubricants, microbial culture nutrients. Ang lakas ng mga gel ay mahalaga sa paggawa ng mga toothpaste, cream, lozenges.
Upang matukoy ang lakas ng gel ayon sa Bloom, gamitin ang Bloom device. Tinutukoy nito ang pagkarga na kinakailangan upang itulak ang ibabaw ng gel na may cylindrical nozzle na may partikular na diameter (12.7 mm) hanggang sa lalim na 4 mm.
Ano ang gel? Ang mga ito ay dispersed system na nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na istraktura na nagbibigay sa kanila ng mga katangian ng solids. Ang mga gel ay binubuo ng hindi bababa sa dalawang bahagi, ang isa ay patuloy na ipinamamahagi sa isa pa. Maaari silang makuha sa pamamagitan ng coagulation ng sols. Ang mga gel ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pangkaraniwang bagay ng pamamaga. Umaasa kami na kung tatanungin ka ng pagsusulit: "Ilarawan ang konsepto ng "gels"!", Madali mo itong magagawa!
