2a: Gele

Was sind Gele?

Felix geht ein Licht auf

Gele (genauer gesagt Hydrogele) sind Stoffe, die in der Medizin und Kosmetik, bei Lebensmitteln, aber auch in der Natur häufig vorkommen. Ihr kennt z.B. Haargel, Himbeergelee, Wackelpudding oder weiche Kontaktlinsen. Gel-Beispiele aus der Natur sind Schleim, Fette, Quallen und der Glaskörper im Auge. In sehr starker Vergrößerung (ein Lichtmikroskop reicht da nicht aus) erkennt man, dass es sich um Feststoffe mit Poren handelt, die mit Flüssigkeit gefüllt sind, ähnlich wie bei einem Schwamm, nur dass die Poren nicht mit bloßem Auge sichtbar sind. Die Flüssigkeit sitzt dabei so fest in den Poren, dass sie nicht einfach herausläuft. Und wie beim Aerogel sind die Poren miteinander verbunden, sodass sich Feststoff und Flüssigkeit gegenseitig durchdringen.

Oft verbindet man mit dem Begriff “Gel” eine schwabbelige Konsistenz und ein durchsichtiges oder durchscheinendes Aussehen wie beim Wackelpudding oder der Qualle, doch es gibt engere und weitere Definitionen.

Bilder von Gelen: Götterspeise, Qualle, Klebstoff, Haargel, Gelee

In einer recht weiten, aber für die hier beschriebenen Aerogele passenden Definition kann man auch Früchte und Gemüse, ja alle Pflanzen, als natürliche Gele berachten, denn auch sie bestehen hauptsächlich aus netzwerkartigen Feststoffen, in denen Flüssigkeiten gebunden sind. Sie sind nur komplexer aufgebaut, denn sie enthalten Zellen, die man schon unter dem Lichtmikroskop sehen kann, während die Gele im engeren Sinne noch in den Bereich der Chemie (oder Biochemie) gehören und aus vernetzten Molekülen bestehen, z.B. aus Kohlenstoff-, Silicium- oder Metall-basierten Polymeren, Stärke, Eiweiß oder Fetten. 

Im Bild unten sind Geliermittel dargestellt, mit denen man in der Küche Gele herstellen kann.

Aufgabe:

Gele gehören zu den sogenannten “heterogenen Gemischen”. So werden Stoffgemische bezeichnet, bei denen man erkennen kann, dass sie aus mehreren Phasen bestehen, die oft auch verschiedene Aggregatzustände haben. Oft ist die eine Phase der Hauptbestandteil und die zweite ist darin fein verteilt, daher ist z.B. “fest in flüssig” (= Hauptbestandteil ist die Flüssigphase wie beim Tee, in dem Teeblätter schwimmen) etwas anderes als “flüssig in fest” (= Hauptbestandteil ist die feste Phase wie beim nassen Schwamm).

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