Els paquets de gel, àmpliament utilitzats en aplicacions mèdiques, conservació d'aliments, transport de la cadena de fred i compreses fredes diàries, es basen en les característiques de canvi de fase del seu material de farciment intern per a la seva funció bàsica. Entendre els components principals de les compreses de gel i els seus mecanismes d'acció ajuda a seleccionar el producte adequat per a diferents escenaris.
L'ompliment dels paquets de gel normalment consisteix en un agent d'emmagatzematge en fred i un material d'embalatge exterior. L'agent d'emmagatzematge en fred és el component clau per aconseguir l'efecte de refrigeració, i els tipus habituals inclouen solucions de sal inorgànica, materials polimèrics i materials de gel basats en bio-. Els paquets de gel de solució de sal inorgànica utilitzen compostos com ara nitrat d'amoni, clorur de sodi o acetat de sodi dissolts en aigua per formar una solució sobresaturada, que regula la temperatura mitjançant reaccions químiques exotèrmiques o endotèrmiques. Aquests paquets de gel són econòmics, però tenen una precisió limitada de control de la temperatura i poden trencar-se a causa de l'expansió del cristall, la qual cosa requereix un ús acurat.
Els paquets de gel de material polimèric s'han tornat cada cop més populars en els últims anys. El seu component principal són resines-absorbents d'aigua com ara el poliacrilat de sodi o l'alcohol polivinílic. Aquests materials alliberen energia freda en entorns de baixa-temperatura mitjançant l'adsorció física de grans quantitats d'aigua, que presenten característiques com ara estabilitat a la temperatura, alta reutilització i alta seguretat. Alguns productes-de gamma alta afegeixen espessidors com la carboximetil cel·lulosa per optimitzar el flux de gel i allargar la durada de la retenció de baixa temperatura. Els bio-paquets de gel utilitzen productes de fermentació microbiana o extractes de plantes naturals com a mitjà de refrigeració d'alliberament-lent, adequat per a escenaris mèdics sensibles químicament, com ara el transport de vacunes o el refredament de ferides.
Els materials d'embalatge exterior estan fets majoritàriament de pel·lícula composta de polietilè o TPU, que requereixen resistència a baixa-temperatura, resistència a la punxada i hermeticitat. Alguns paquets de gel-de propòsit especial utilitzen materials biodegradables per complir els requisits de protecció del medi ambient. Val la pena assenyalar que les compreses de gel amb diferents composicions tenen intervals de temperatura aplicables significativament diferents; per exemple, els paquets de gel de sal inorgànica poden arribar fins a -18 graus , mentre que els paquets de gel biològic solen mantenir un rang de 0 a 5 graus .
Amb el creixement de la logística de la cadena de fred i les necessitats mèdiques, la tecnologia de composició de paquets de gel es continua optimitzant. Les futures direccions de desenvolupament inclouen la millora de la precisió de les temperatures de canvi de fase, la millora de la compatibilitat amb el medi ambient dels materials i la reducció dels costos d'ús. En triar paquets de gel, els usuaris haurien de tenir en compte els requisits de temperatura i les necessitats de seguretat de l'escenari d'aplicació específic i avaluar racionalment les característiques de la composició per garantir l'eficàcia.
