젤

젤(Gel)은 연속된 고체물질 분산매(continuous phase) 사이에 액체 물질이 분산적으로 섞인 형태(discontinouos)의 콜로이드 상을 의미한다. 다시 말하면 고체 속에 액체가 섞여 녹아들어간 고체와 액체 사이의 무언가라고 생각하면 된다. 19세기의 스코틀랜드 화학자 토머스 그래함(Thomas Graham)이 젤라틴(Gelatine)의 앞 글자 세 자를 따서 만든 말이다. 젤의 대표적인 예로 젤리가 있다. 젤의 기본적인 매질은 고체이므로 엄연히 분자간의 단단한 공유결합을 가지고 있다. 다만 고체와는 달리 액체가 끼어들어간 형태이기에 그 결합은 느슨해지며, 원래의 매질보다 변형에 유연해진다. 젤은 단지 고체 사이에 액체가 끼어 있는 형태를 말할 뿐 강도를 의미하는 것은 아니므로 매우 약한 물질도 있고, 매우 단단한 물질도 존재한다.

IUPAC에서는 젤을 다음과 같이 정의하고 있다. 되도록 쉽게 설명하자면...

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“	IUPAC이 정의한 젤(Gel)의 정의 1. 젤은 액체가 전체적으로 섞인 콜로이드 상의 고체 물질을 말한다. 덧붙이자면 외부 충격 없이 변형되지 않는다. 2. 젤은 다음과 같은 것을 포함하고 있다. 엄연히 고체이므로 분자간 결합(Cross-link)가 존재한다는 것을 말하는 것이다! 2.1. 분자 사이에 공유결합을 가지고 있는 젤이 있다. 젤리나 우뭇가사리가 대표적인 경우. 2.2. 꼭 공유결합이 아니더라도 고분자 사이에 다중의 수소결합이나 비정질 결합으로 형성된 고체여도 상관이 없다. 중요한 것은 외부 충격에 대한 변형에 저항성을 가져야 한다는 것이다. 2.3. 물을 포함하는 인지질 막 등의 라멜라 구조(Lamellar Structure)가 있다. 예를 들면 비누가 대표적이다.	”

젤의 종류

수화젤

수화젤(Hydrogel)은 친수성 물질의 고체에 물이 용질로 섞여 들어간 젤을 의미한다. 보통 젤 전체의 부피의 90% 정도가 물이다. 물이 많이 들어간 특성 때문에 생체 조직급의 어마어마한 유연성을 가진 물질이 많다. 대표적으로 우뭇가사리가 있다.

수화젤은 생체의 인지질 등과 친화성이 어마어마하기 때문에 손상된 조직에 임시적으로 물질을 채워 보호하는 보강재나 세포 배양을 하는 충전재 등에 사용한다. 또한 스마트 젤이라 부르는 일부 수화젤은 pH나 온도변화에 형태가 변화하기 때문에 환경 변화를 감지하는 용도로 쓰기도 한다. 친수성 화학물질에 반응하는 성질을 이용해 특정 화학물질을 감지하는 용도로 사용하기도 한다. 또한 일부 수화젤은 가루 형태로 만들어 건조시킬 경우 물을 흡수하는 성절이 뛰어나기에 기저귀나 생리대의 흡수용 재료로 사용하기도 한다.

유기젤

유기젤(Organogel)은 비정질(non-crystalline), 유리질 형태가 아닌 고체에 유기물(organic) 성분의 액체가 섞여 들어간 형태의 젤을 말한다. 유기젤은 열가소성(thermoreversable)을 갖고 있어 높은 온도에서는 쉽게 변형되고, 온도를 낮추면 다시 원래 형태로 만들 수 있다.

제로젤

제로젤(Xerogel)은 수화젤이나 유기젤을 건조시켜서 만든 젤을 말한다. 액체가 빠져나간 만큼 제로젤은 다공성(porosity)이다.

참조

• 콜로이드
  • 졸 (물질)
  • 유화액
  • 거품
  • 에어로졸

각주

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