С. К. Евстропьев, Н. В. Никоноров

2. 
Золь-гель метод 
 
Золь-гель метод синтеза является очень распространенным жидкостным 
методом синтеза различных наноматериалов [2]. Интересно отметить, что 
первые документированные попытки преднамеренного получения гелей 
поликремниевой кислоты относятся к 1640 году, когда Ван-Гельмонт, сплавляя 
кремнезем с избытком соды, приготовил растворимую в воде массу. При 
действии кислоты на такой раствор происходило выделение белого аморфного 
осадка [17]. В 1648 году Иоганн Глаубер получил гель поликремниевой кислоты 
при действии на раствор жидкого стекла солей различных металлов. Он тогда 
тщетно пытался найти применение этому процессу, что было обусловлено 
низким уровнем развития промышленности. Наиболее широкое практическое 
применение золь-гель процесс получил еще в середине прошлого века как 
эффективный метод для промышленного производства различных оптических 
покрытий [3].
Основу золь-гель метода получения материалов составляют физико-
химические процессы образования гелей из растворов исходных компонентов. 
На рис. 3 приведена схема, иллюстрирующая эволюцию структуры 
материала на различных стадиях золь-гель синтеза.
Рисунок 3 - Схема, иллюстрирующую эволюцию материала в процессе золь-гель синтеза
Как известно [18-20], золь-гель метод включает в себя следующие 
важнейшие стадии: 
1. 
Создание коллоидного раствора (золя). 
Жидкостные 
коллоидно-химические 
методы 
синтеза 
имеют 
принципиально важное ограничение, связанное с химическим составом 
формирующихся наночастиц. Наиболее целесообразно использовать этот метод 
для формирования наночастиц химических веществ, обладающих низкой 
растворимостью в жидкой фазе. Для водных растворов примером таких веществ 
являются кремниевая кислота (формируются наночастицы кремнезема), 
9 

---

гидроксиды различных металлов, халькогениды тяжелых металлов. 
Согласно классическим представлениям коллоидной химии (см. напр. 
[21]) первой стадией формирования наночастиц является образование в 
растворах зародышей новой фазы, имеющих размер, превышающий 
критический. Для образования зародышей новой фазы необходимо, чтобы 
раствор являлся пересыщенным компонентом, т.е. его концентрация превышала 
предел растворимости. Скорость процесса образования зародышей прямо 
пропорциональна относительному пересыщению 
S
и может быть выражена 
формулой [22]: 
𝒗𝒗
=
𝒌𝒌 ∙ 𝑺𝑺
=
𝒌𝒌 ∙
(
с
пер
.
−
с
нас
.
)/c
нас
.
,
(1) 
где