Hvad er mesoporøst materiale?

Et mesoporøst materiale har åbninger inden for dets struktur, der er mellem 2 og 50 nanometer (NM) i diameter.Med hensyn til porøsitet er det mellem mikroporøst materiale, der har åbninger mindre end 2 nm, og makroporøst materiale, der har åbninger større end 50 nm.Et af de vigtigste materialer i denne klasse er silica, og størstedelen af dens videnskabelige anvendelser stammer fra at fylde porerne med et sekundært materiale.Da åbningerne er så små, vil det mesoporøse materiale forårsage forskellige responser inden for systemer end det sekundære materiale alene.

I fysisk videnskab er en pore en måling af tomt rum.En porøs genstand har en stor mængde tomhed i det sammenlignet med dens størrelse, mens et solidt eller tæt objekt ikke gør det.I de fleste tilfælde er betydningen af porer inden for et mesoporøst materiale baseret på overflade og tilgængelige porer.Eventuelle helt lukkede hulrum er typisk ikke levedygtige til brug.

Meso er et præfiks, der betyder 'midten'. I dette tilfælde får mesoporøst materiale sit navn fra det faktum, at det har større porer end klassen under det, men mindre end denklasse ovenfor.Årsagen til, at denne særlige størrelse er vigtig, er simpelthen dens mellemliggende karakter.På nogle måder fungerer det som et større lille materiale, og på andre måder fungerer det som et lille stort materiale, hvilket giver det mulighed for at gøre ting, som de andre klasser ikke kan.Flere andre typer også.Flere metaller eller deres indledende baser, såsom tin, titan eller aluminiumoxid, er mesoporøse.Disse metaller er ofte overgang, hvilket betyder, at de er aktivt eller har mulighed for at blive til noget andet.Som et resultat stammer de meget mere stabile og rigelige silicamaterialer i stedet.

De fleste af anvendelserne til et mesoporøst materiale stammer fra to faktorer.For det første er porerne små nok til, at de udgør en relativt lille del af hele stoffet.Derfor, når et system interagerer med materialet, reagerer det typisk som om det var rent, selvom der er sekundære stoffer, der transporteres med det.For det andet er det relative overfladeareal af stoffet meget større, end dets størrelse ville indikere.Dette gør det muligt for større mængder materiale at bevæge sig inden for den samme fysiske størrelse sammenlignet med mikroporøst materiale.

De vigtigste job for et almindeligt mesoporøst materiale falder i to kategorier: transport og filtrering.Til transportjob er materialets porer fyldt med et sekundært stof og frigivet.Disse materialer vil interagere med deres miljø, da det vigtigste materiale og det sekundære materiale simpelthen vil køre langs.Til filtrering fungerer processen omvendt: Det rene materiale frigøres i et system, hvor sekundære materialer kommer ind i porerne.Dette skaber en simpel metode til at fjerne specifikke materialer fra en stående blanding.