Mission 2g: überkritische Trocknung

3. Überkritische Trocknung

Um aus dem Alkogel ein Aerogel zu machen, muss die Flüssigkeit aus dem Gel entfernt, das Gel also getrocknet werden. Dieser Trocknungsprozess ist der letzte Herstellungsschritt. Es muss jedoch ein besonderer Trocknungsprozess sein, denn in den Experimenten in Mission 2b habt ihr ja gesehen, dass das Gel bei normaler Trocknung schrumpft und die Struktur in sich zusammenfällt.

Das Ziel der Aerogelherstellung ist es allerdingsdie Struktur, die sich beim Gelieren gebildet hat, zu erhalten, also dafür zu sorgen, dass das Wasser in den Poren durch Luft ersetzt wird, ohne dass dabei dieses feine Gerüst kaputtgeht. 

Warum kann man das Wasser nicht einfach durch Verdampfen aus den Poren entfernen?

Die Antwort liegt in der Porenstruktur des Hydrogels. Verdampft das Wasser (oder eine andere Flüssigkeit) in den Poren, wirken sogenannte Kapillarkräfte, die das Innere der Pore zusammenziehen und so das Gerüst zerstören. Das Gel würde schrumpfen. Um die Schrumpfung durch die Kapillarkräfte zu vermeiden, darf das Gel also nicht merken, dass die Flüssigkeit durch Gas ersetzt wird. Hier kommt die überkritische Trocknung ins Spiel: Dabei nutzt man aus, dass man durch Erhöhung des Drucks und der Temperatur den sogenannten überkritischen Zustand eines Stoffes erreichen kann, bei dem es keine Unterscheidung zwischen Gas- und Flüssigphase gibt. Der überkritische Zustand eines Stoffes tritt auf, sobald der kritische Punkt überschritten wird (31° C und 74 bar für CO2).  


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