ゲル

ゲル（ドイツ語ご: Gel [geːl]、ゲール）またはジェル（英語えいご: gel [dʒɛl]）は、分散ぶんさん系けいの一種いっしゅで、ゾルと同おなじく液体えきたい分散ぶんさん媒なかだちのコロイドに分類ぶんるいされるが、そのうちで、固体こたい状じょうのものを指さす。日本語にほんごで「凝しこり膠にかわ体たい」と呼よぶこともある。

こんにゃく。ゲルの例れい。

ゲルは、流動りゅうどう性せいを持もつゾルとは異ことなり、分散ぶんさん質しつのネットワークにより高たかい粘性ねんせいを持もち流動りゅうどう性せいを失うしない、系けい全体ぜんたいとしては固体こたい状じょうである。ゾル状態じょうたいからへゲル状態じょうたいへ転移てんいする場合ばあいをゲル化か (英語えいご: gelation)、転移てんい点てんをゲル点てんと呼よぶ。

広義こうぎには固体こたい分散ぶんさん媒なかだちのコロイドであるソリッドゾルを含ふくむが、ここでは狭義きょうぎのゲルを扱あつかう。

ゲルの種類しゅるい

ゾルがゲルになるときに、分散ぶんさん質しつが繋つながってネットワークを作つくる現象げんしょうを架橋かきょうと言いう。ゲルは架橋かきょうの方法ほうほうにより、

• 化学かがくゲル - 共有きょうゆう結合けつごう。
• 物理ぶつりゲル - それ以外いがい。分子ぶんし間あいだ力りょくなど。

に分わかれる。物理ぶつりゲルの結合けつごうは弱よわく可逆かぎゃく的てきで、温度おんど変化へんかや応力おうりょくなどでゾルに戻もどる。化学かがくゲルの共有きょうゆう結合けつごうは安定あんていしている。

分散ぶんさん質しつが高分子こうぶんしで、架橋かきょうにより網目あみめ構造こうぞうとなったゲルを高分子こうぶんしゲルという。

湿潤しつじゅんゲルのうち、分散ぶんさん媒なかだちが水みずのゲルをヒドロゲル (hydrogel)、分散ぶんさん媒なかだちが有機ゆうき溶媒ようばいのゲルをオルガノゲル (organogel) という。有機ゆうき溶媒ようばいにアルコールが使つかわれたものはアルコゲル (alcogel) という。分散ぶんさん媒なかだちを大量たいりょうに含ふくみ一様いちような構造こうぞうをとるものをジェリー (jelly)、蒸発じょうはつなどにより内部ないぶの溶媒ようばいを失うしない空隙くうげきを持もつ網目あみめ構造こうぞうとなったものをキセロゲル (xerogel) という。キセロゲルの代表だいひょうはシリカゲルで、高たかい吸湿きゅうしつ性せいを持もつ。また、凍結とうけつ乾燥かんそうや超ちょう臨界りんかい乾燥かんそうにより分散ぶんさん媒なかだちを除去じょきょしたゲルをそれぞれクリオゲル (cryogel)、エアロゲル (aerogel) という。

ゲルの例れい

• ゼリー
  • 寒天かんてん - D-ガラクトース、3,6-アンヒドロガラクトースを成分せいぶんとする多た糖とうのゲル。
  • ゼラチン - 主おもにコラーゲンを主成分しゅせいぶんとするタンパク質たんぱくしつのゲル。
• 豆腐とうふ - 大豆だいずタンパク質たんぱくしつのゲル。
• コンニャク - マンナン（D-マンノースを成分せいぶんとする多た糖とう）のゲル。
• シリカゲル - 水みずガラス（ケイ酸けいさんナトリウム）のゲルを脱水だっすい乾燥かんそうさせたもの。
• ナパーム - ガソリンと界面かいめん活性かっせい剤ざいから構成こうせいされるゲル。
• セメントゲル - セメントを硬化こうかさせるために水みずを加くわえたときに生しょうじるコロイド状態じょうたい。セメント水すい和物あえもの。C-S-H（ケイ酸けいさんカルシウム水すい和物あえもの）など。
• 魚肉ぎょにく練ねり製品せいひん
• ゲルインクボールペン

チキソトロピー

チキソトロピー (thixotropy) は、分散ぶんさん系けい溶液ようえきの状態じょうたいが応おう力りょくに対たいしてゾルとゲルとの間あいだで入いれ替かわることで表あらわれる現象げんしょうで、ゲル化かしやすい分散ぶんさん系けい溶液ようえきに見みられる現象げんしょうである。応力おうりょくの無ない状態じょうたいにおいてはゲルの状態じょうたいにあり流動りゅうどう性せいを示しめさない。

しかし、外力がいりょくが加くわわるとゲル構造こうぞうの分子ぶんし間あいだ力りょくの一部いちぶあるいは全部ぜんぶが破壊はかいされるため、ゾル状態じょうたいとなるため流動りゅうどう性せいを復元ふくげんする。また、外力がいりょくが作用さようしなくなるとゲル構造こうぞうが再生さいせいされ流動りゅうどう性せいを失うしなう。

関連かんれん項目こうもく

• ゾル