Kriyojel: (1) inorganik malzemelerin kimyası ve teknolojisidir;
çok poröz monolitik veya toz haline getirilmiş, dondurulmuş süspansiyonların ve
jellerin kurutulması ve sonra ısıyla muamele edilmesiyle oluşan bir üründür,
(2) yüksek moleküler bileşiklerin kimyası ve teknolojisidir; çözeltilerde düşük
sıcaklıkta (donma, çözülme) polimerler ve monomerlerin kolloidal dağılması,
takiben de çoğu zaman dondurarak kurutulmasıyla elde edilen bir üründür, (3)
tıpta; plazmanın yavaşça +4 0C'ye soğutulmasıyla oluşan jel benzeri
bir kan plazması fraksiyonudur.
Tipik kriyogel yapısı, donma sırasında nispeten büyük çözücü
kristalleri oluştuğunda (genellikle buz), bunlar ve süspansiyon konsantrasyonu
arasında katı partiküllerin yer-değiştirmesiyle meydana gelir. Kolloidal
çözeltilerin dondurulmasında konsantrasyon bir jel oluşumuna yol açar.
Dondurulmuş solventin süblimasyonla uzaklaştırılması, çıkarılan buz
kristallerinin yerinde büyük (yüzlerce mikrometreye kadar) gözenekli
yapılarının (frame) oluşumuna yol açar. Frame yapının yapısal elemanları,
süspansiyonun katı (genellikle nanoboyutlu) partiküllerinden oluşur. Sonuç
olarak, inorganik kriyojeller, polimer kriyojellerin aksine, ikinci pikin mezogözeneklere
karşılık geldiği bimodal gözeneklilik dağılımı ile karakterize edilir. Buzun
yönlü kristalleştirilmesi, büyük silindirik gözenekli ve mezogözenekli frame
duvarları olan malzemelerin yaratılmasını sağlar; bu taşıyıcılar son derece
etkili katalizörlerin oluşturulması için uygun görülmektedir. Kriyojellerin
spesifik yüzey alanı tipik olarak 300-400 m2/g (geçiş metali
hidroksitleri) ile 700-800 m2/g arasındadır (karbon ve silika
kriyojeller).
Kurutulmuş polimerik kriyojellere dayanan, gözenek boyutu
onlarca veya yüzlerce mikrometre olan elastik yüksek poröziteli frame (çerçeve)
yapılar, biyoteknolojide ve biyokatalizörlede immobilize hücrelerin ve
enzimlerin taşıyıcısı olarak kullanılır.
Polimerik kriyojellerin önemli türevleri olan karbon
kriyoteller, karbonizasyon ile elde edilir. Bunlar, sorbentler ve
süperkapasitörlerin elektrot malzemeleri (karbon aerogeller) olarak kullanılır.
Kriyojel oluşturan kan plazma proteinlerinin, kan
plazmasının sürekli modlu kriyo filtrasyonu ile çıkarılması, romatoid artrit
tedavisinde iyi tanımlanmış bir terapötik etki meydana getirir.
Şekil-1: Bir transmisyon elektron mikroskobunda alınan SiO2
kriyojel mikrafografı
Şekil-2: Kriyogel oluşumunda farklı aşamaları tanımlayan şematik
gösterim
