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Introducción
• El proceso sol-gel se clasifica como uno de los
procedimientos suaves de síntesis de materiales con base
de óxidos metálicos.
• Tecnología sol-gel aumentó atención en los últimos años
para la síntesis de diversos materiales eléctricos y
fotónicos.
La técnica sol-gel:
• Preparación de óxidos en forma de película delgada.
• Nuevos nano materiales porosos, con estructurasbien
definidas y formas complejas.

Proceso Sol-Gel
El proceso sol-gel puede ser descrito como:
• Formación de una red de óxido por medio de reacciones de
policondensación de un precursor molecular en un líquido.

• Un sol es una suspensión coloidales de partículas solidas en un
liquido.
• Un gel red tridimensional formada por interconexión de partículas
solidas en un medio liquido.Proceso Sol-Gel
• Hidrólisis
• Condensación
• Gelación
• Envejecimiento
• Secado
• Densificación

Hidrólisis y Condensación
La hidrólisis ocurre por ataque del oxigeno del agua al núcleo del agua del
átomo de silicio de acuerdo a la siguiente reacción.

Si se produce una reacción de condensación de alcohol o bien de
condensación de agua , la polimerización tendrá lugar a formarligaduras
de siloxano, se muestran ambas reacciones.

Ambas reacciones de hidrolisis y condensación comienzan en cuanto se
efectúa la mezcla y cuando están suficientemente interconectados se
forman los enlaces Si-O-Si, estos enlaces se van produciendo
repetidamente, lo genera un aumento de la viscosidad y la formación
del gel.
La hidrolisis y la condensación se ven acelerados cuando seemplean
catalizadores.

GELACIÓN
El crecimiento de grupos, producidos por reacciones de
hidrolisis y condensación, eventualmente chocan y se
ligan juntos en un agrupamiento gigantesco y extenso se
llama gel (dependen del Tiempo, Temperatura , solvente,
pH, etc.)

ENVEJECIMIENTO
Este proceso consiste en guardar el gel de manera que los poros se
mantengan llenos de su propio liquido,mientras la estructura y sus
propiedades continúan cambiando.

(depende de la Temperatura , pH y el tipo de solvente)

SECADO
Ya que el gel ha sido formado y añejado, este es poroso y aun contiene
liquido entre los poros, por lo que debe ser secado y por ello se
calienta.
DENSIFICACIÓN
Consiste en un tratamiento térmico . La densificación es llevada
por energía interfacial, la cual elmaterial se mueve por un flujo
o difusión viscosa de manera que elimina la porosidad.

Esquema general del proceso sol-gel

Proceso sol-gel

Hidrólis y Condensación del TEOS
El precursor más comúnmente empleado es el tetraetoxisilano (TEOS), cuyas reacciones
de hidrolisis y condensación son las siguientes:
a) Hidrólisis

Si(OC 2 H 5)4  4 H 2O  Si(OH )4  4C 2 H 5OH
b) CondensaciónSiOH  SiOH  Si  O  Si  H 2O
Si(OC 2 H 5)  SiOH  Si  O  Si  C 2 H 5OH
El progreso de la reacción de condensación da lugar finalmente a la formación de
un gel, que consiste en este caso da una red de enlaces Si-O-Si interconectada en
tres dimensiones.

Esta técnica es atractiva por las siguientes razones:
• Buena homogeneidad
• Fácil control de la composición
• Procesamiento abajas temperaturas
• Tiempos cortos de reacción
• Gran área de recubrimiento, posibilidad de mezclar y dopar
óxidos con otros materiales.
• Bajo costo del equipo puesto que no se requiere utilizar
sistemas para alcanzar alto vacío.

Inconvenientes:
• Liberación de sustancias peligrosas a veces tóxicas
• Numerosos parámetros experimentales a contralar.
• Falta de información relacionada conlas reacciones químicas
involucradas .

Producción del gel
• Monolitos: componentes ópticos, súper aisladores transparentes y
vidrios de muy baja expansión térmica.
• Fibras: refuerzos en compósitos y textiles refractarios
• Películas delgadas y recubrimientos: es posible encontrar aplicaciones
para producir recubrimientos ópticos, protectivos o porosos.
• Compósitos: producción de...