ברוסית יש שלושה מונחים הדומים זה לזה - ג'לים, ג'לי וג'לי. אין הבדל גדול ביניהם במבנה, אך מושגים אלו מיושמים בתחומי פעילות שונים. המונח "ג'ל" משמש לעתים קרובות יותר בכימיה או ביחס למוצרים רפואיים וקוסמטיים, "ג'לי" - בבישול, פחות בכימיה, "ג'לי" - בבישול ובקוסמטולוגיה. בואו לגלות מהם ג'לים וכיצד ניתן להשתמש בהם.
המושג "ג'ל"
המילה "ג'ל" היא ממקור לטיני. ג'לו בתרגום פירושו "להקפיא", ג'לטוס פירושו "לא נייד, קפוא."
המושג מוגדר על ידי כימיה קולואידית, המדע החוקר פיזור מערכות ותופעות פני השטח.
מהו ג'ל מבחינת כימיה? ג'ל היא מערכת כזו מפוזרת עם מדיום פיזור שבוחלקיקי פאזה יוצרים רשת מבנית מרחבית. הג'ל מכיל לפחות שני רכיבים.
מערכת ג'ל-קולואידית
מערכות מפוזרות הן אלו שבהן חלקיקים של חומר אחד מפוזרים באופן אחיד בין חלקיקים של חומר אחר. במערכות כאלה, הם מבחינים:
- מדיום פיזור - החומר שבו מתרחשת הפצה,
- פאזה מפוזרת - חומר שחלקיקיו מפוזרים.
מערכת פיזור, למשל, היא ערפל. כאן, מדיום הפיזור הוא גזי, האוויר ממלא את תפקידו, והשלב המפוזר הוא נוזלי, זה חלקיקי מים המופצים באוויר. ישנן דוגמאות רבות למערכות מפוזרות. כל המערכות הללו נבדלות במצב הצבירה של הפאזה והמדיום, כמו גם במידת העדינות של חלקיקי הפאזה. הדרגה הגבוהה ביותר של עידון פאזה - למולקולות בודדות - היא בפתרונות אמיתיים. כאן אין ממשק בין החלקיקים - מולקולות הפאזה והמדיום. מערכות כאלה נקראות הומוגניות, הן יציבות. דוגמאות לפתרונות אמיתיים: תמיסת חומצה גופרתית, אוויר, מי ים, ברזל יצוק.
במערכות גסות, גודל החלקיקים הוא יותר מ-100 ננומטר, אלו חלקיקים גדולים שניתן לראות בעין בלתי מזוינת. ניתן להבחין בממשק בין חלקיקי הפאזה והמדיום; לכן, מערכות כאלה נקראות הטרוגניות, הן אינן יציבות ומרובדות לאורך זמן. דוגמאות למערכות גסות: גיר טחון במים, סיד, מרגמות, משחת שיניים, שמן צמחי במים, חלב.
חלקיקי הפאזה בגודל של בין 1 ל-100 ננומטר יוצרים פתרונות קולואידים. מערכות אלו מתאפיינות בתכונות מיוחדות שאינן אופייניות לפתרונות אמיתיים ולמערכות גסות. תמיסות קולואידיות הן מערכות מיקרו-הטרוגניות יציבות למדי; החלקיקים שלהן אינם שוקעים לאורך זמן תחת פעולת הכבידה. דוגמאות: קולואידים מימיים של סולפידים מתכתיים, גופרית.
ג'לים נקבעים לפי מידת הפיזור של הפאזה למערכות קולואידיות.
מצב מצטבר של פאזה ומדיום בג'לים
בהתאם למצב הצבירה של מדיום הפיזור והשלב המפוזר, מבדילים בין 8 סוגים של מערכות פיזור. אם המדיום הוא גז, אז הפאזה יכולה להיות נוזל (כבר שקלנו ערפל) או מוצק. לדוגמה, עשן או ערפיח - חלקיקים מהפאזה המוצקה מופצים בתווך גזי. שתי המערכות נקראות אירוסול.
אם המדיום הוא נוזל, ומפוזרים בו חלקיקים מוצקים של הפאזה, אז מערכת כזו נקראת סול או תרחיף, תלוי בגודל החלקיקים. סולים יוצרים ג'לים בתנאים מסוימים.
לפי ההגדרה של כימיה, ג'לים הם מערכות מפוזרות שבהן תווך הפיזור הוא מוצק, הפאזה המפוזרת היא נוזל. כלומר, ג'ל הוא השם של סוג מערכת הפיזור יחד עם תחליב, אירוסול, תרחיף וכו'
ג'לים - פתרונות שאיבדו נזילות
תמיסות מסוימות של חומרים מקרו-מולקולריים וסולים יכולים להפוך לג'לים במהלך אחסון לטווח ארוך. חלקיקי IUD או סול נקשרים זה לזה, ויוצרים רשת רציפה. בתוך רשת כזוחלקיקי ממס חודרים. לפיכך, מדיום הפיזור והשלב המפוזר משנים את תפקידיהם. השלב הופך רציף, וחלקיקי המדיום מתבודדים. לפיכך, המערכת מאבדת נזילות ורוכשת תכונות מכניות חדשות. מה זה ג'ל? מדובר במערכות קולואידיות שאיבדו נזילות עקב היווצרות מבנים פנימיים בהן.
חלק מהג'לים מתפרקים עם הזמן, עם שחרור ספונטני של נוזל. תופעה זו נקראת סינרזיס. יש דחיסה של הרשת המרחבית, ירידה בנפח הג'ל, היווצרות של מה שנקרא קולואיד מוצק.
היווצרות קולואיד מוצק מג'ל היא תופעת טבע נפוצה. לדוגמה, המהות של קרישת הדם היא הפיכת פיברינוגן, חלבון מסיס, לפיברין, חלבון בלתי מסיס. בתנאים רגילים, קרישת דם היא תהליך חיוני. סינרזיס חשוב בהכנת גבינת קוטג', גבינה. במקרים אלה, תופעת הסינרסיס שימושית. עם זאת, לעתים קרובות יש צורך למנוע את התופעה, שכן היא קובעת את חיי המדף וחיי המדף של ג'לים שונים - רפואיים, קוסמטיים, מזון. לדוגמה, ריבה וסופלה, כאשר מאוחסנים במשך זמן רב, מתחילים לשחרר נוזלים ולהיות בלתי שמישים.
התהליכים של הפיכת סול לג'ל וג'ל לקולואיד מוצק הם הפיכים. לדוגמה, החלבון ג'לטין, שהוא קולואיד מוצק, כשהוא מתנפח במים, הופך לג'לי - ג'ל. חשוב להקפיד על משטר הטמפרטורה, להביא את הג'לטין לרתיחה, אך לא להרתיח, אחרת המבנה נהרס והג'להופך לסול, הופך נוזלי.
בעת ייבוש, הג'לים נהרסים באופן בלתי הפיך.
סיווג ג'לים
בהתאם לאופי הכימי של מדיום הפיזור, מבחינים בג'לים: הידרוג'לים, אלקוגלים, בנזוג'לים וכו'. ג'לים דלים בנוזל או נטול מים לחלוטין נקראים xerogels. Xerogel הוא דבק עץ באריחים, עמילן, ג'לטין גיליונות יבשים. קסרוג'לים מורכבים הם ביסקוויטים, קמח, קרקרים.
חלק מהג'לים מכילים מעט חומר יבש, אך עדיין יש להם מבנה תלת מימדי. אלו הם תמיסות ג'לי, ג'לי, יוגורט, סבון. הם נקראים lyogels.
בחר קבוצה של קואגלים. אלו הם משקעים ג'לטינים המתקבלים על ידי קרישת סול (חומצה סיליקית, ברזל (III) הידרוקסיד וכו') והמלחת תמיסות פולימריות. בקואגלים, מדיום הפיזור יוצר שלב נפרד, רק חלק קטן מהמדיום קשור.
השימוש והמשמעות של ג'לים בפרקטיקה הרפואית
ג'לים משמשים ברפואה:
- בעת ביצוע בדיקות אולטרסאונד ובדיקות אלקטוגרפיות;
- ליצירת מפרקים מלאכותיים, רצועות;
- להפסקת דימום על ידי חסימה (תסחיף) של כלי דם;
- לשיקום הקרנית;
- ג'לים אנטיבקטריאליים, אנטי-ויראליים;
- ג'לים מחממים לשיכוך כאבים בחלקים שונים של מערכת השרירים והשלד;
- ג'לים לקירור לפציעות.
ג'לים מחממים
ג'לים מחממיםלהגביר את החדירות של נימים בשל המרכיבים המרכיבים את הרכבם - אלה הם ארס דבורים ונחשים, תמצית פלפל; למתיל סליצילט השפעה פחות בולטת. רכיבים אלו גורמים לעלייה במילוי הדם של כלי הדם - היפרמיה, ובכך מגבירים את העברת החום המקומית. ג'לים מחממים משמשים באופן מקומי לנגעים שונים של מערכת השרירים והשלד - מפרקים, שרירים, רצועות, גידים. הם משמשים כדי להקל על נפיחות, להפחית כאב, להפעיל את זרימת הדם באזור הפגוע. ג'לים מחממים משמשים אתלטים לפני האימון להכנת שרירים. רקמת השריר בפעולת מרכיבי הג'ל מחוממת ולכן פחות ניזוקה במהלך פעילות גופנית, מה שמונע נקעים ופציעות. השימוש בג'לים כאלה לאחר אימון עוזר להפיג מתח ועייפות שרירים.
ג'ל התחממות פופולרי מבוסס על:
- pepper capsaicin או האנלוגי הסינטטי שלו - "Finalgon", "Kapsicam";
- ארס של דבורים ונחשים - "Viprosal";
- diclofenac, ibuprofen, indomethacin - חומרים נוגדי דלקת לא סטרואידים - דיקלופנק, אורטופן, אינדומטצין.
בשימוש בחומרי חימום, יש לקרוא את הוראות השימוש בג'לים, לקחת בחשבון התוויות נגד ולהקפיד על תדירות השימוש.
ג'ל קירור
אין להשתמש בג'לים מחממים מיד לאחר הפציעה. בשלב זה יש צורך להשתמש להפך בנוזלי קירור. עדיף למרוח בקצרה קרח והשתמש בקומפרס קר. ספורטאים משתמשים בתרסיסי קירור מיוחדים. לאחר מכן ניתן למרוח ג'ל קירור, למשל עם מנטול. קירור מונע התפתחות בצקות ודלקות, מרדים. יש למרוח קר ביום הראשון לאחר הפציעה. לאחר 2-3 ימים, הם מתחילים להשתמש בחומרי חימום המגבירים את זרימת הדם המקומית, מה שתורם לספיגת המטומות.
קביעת חוזק הג'ל
יצרני ג'לים רפואיים, פרמצבטיים וקוסמטיים צריכים לדעת את קשיותם. הגמישות וחוזק הקרע של ג'לים חשובים לייצור סטנטים כליליים, שהחומר שלהם צריך להיות דומה בתכונות מכניות לרקמה חיה; עדשות מגע, נרות, חומרי סיכה בג'ל, חומרים מזינים לתרבית מיקרוביאלית. חוזק הג'לים חשוב בייצור משחות שיניים, קרמים, לכסניות.
כדי לקבוע את חוזק הג'ל לפי Bloom, השתמשו במכשיר Bloom. הוא קובע את העומס הדרוש לדחיפת משטח הג'ל בעזרת פיזה גלילית בקוטר מסוים (12.7 מ"מ) לעומק של 4 מ"מ.
מהו ג'ל? מדובר במערכות מפוזרות המתאפיינות במבנה מסוים המקנה להן תכונות של מוצקים. ג'לים מורכבים משני מרכיבים לפחות, שאחד מהם מופץ ברציפות בשני. ניתן להשיג אותם על ידי קרישה של סול. ג'לים מאופיינים בתופעת הנפיחות. אנו מקווים שאם הבחינה תשאל אותך: "תאר את המושג "ג'לים"!", תוכל לעשות זאת בקלות!
