Ce este materialul mezoporos?

Un material mezoporos are deschideri în structura sa care au un diametru între 2 și 50 nanometri (nm). În ceea ce privește porozitatea, se află între materialul microporos, care are deschideri mai mici de 2 nm, și materialul macroporos, care are deschideri mai mari de 50 nm. Unul dintre materialele principale din această clasă este silice, iar majoritatea utilizărilor sale științifice provin din umplerea porilor cu un material secundar. Deoarece deschiderile sunt atât de mici, materialul mezoporos va provoca răspunsuri diferite în cadrul sistemelor decât materialul secundar singur.

În știința fizică, un por este o măsurătoare a spațiului gol. Un obiect poros are o cantitate mare de gol în el în comparație cu dimensiunea sa, în timp ce un obiect solid sau dens nu are. În cele mai multe cazuri, importanța porilor dintr-un material mezoporos se bazează pe suprafața și porii accesibili. Orice goluri complet închise nu sunt de obicei viabile pentru utilizare.

Meso este un prefix care înseamnă „mijloc”. În acest caz, materialul mezoporos își trage numele de la faptul că are pori mai mari decât clasa de sub el, dar mai mici decât clasa de mai sus. Motivul pentru care această dimensiune este importantă este pur și simplu natura sa intermediară. Într-un fel, acționează ca un material mic și mai mare, iar în alte moduri se comportă ca un material mic și mare, permițându-i să facă lucruri pe care celelalte clase nu le pot face.

În timp ce majoritatea materialelor mezoporoase sunt pe bază de silice, există și alte câteva tipuri. Mai multe metale sau bazele lor inițiale, cum ar fi staniul, titanul sau alumina, sunt mezoporoase. Aceste metale sunt adesea de tranziție, ceea ce înseamnă că se transformă în mod activ sau au posibilitatea de a se transforma în altceva. Ca rezultat, sunt folosite în schimb materialele de silice mult mai stabile și mai abundente.

Cele mai multe dintre utilizările unui material mezoporos provin din doi factori. În primul rând, porii sunt suficient de mici încât să constituie o porțiune relativ mică din întreaga substanță. Prin urmare, atunci când un sistem interacționează cu materialul, acesta răspunde de obicei ca și cum ar fi pur, chiar dacă există substanțe secundare purtate cu el. În al doilea rând, suprafața relativă a substanței este mult mai mare decât ar indica dimensiunea acesteia. Acest lucru permite cantități mai mari de material să se deplaseze în aceeași dimensiune fizică în comparație cu materialul microporos.

Principalele locuri de muncă ale unui material mezoporos obișnuit se împart în două categorii: transport și filtrare. Pentru lucrările de transport, porii materialului sunt umpluți cu o substanță secundară și eliberați. Aceste materiale vor interacționa cu mediul lor ca material principal, iar materialul secundar va merge pur și simplu de-a lungul. Pentru filtrare, procesul funcționează invers: materialul pur este eliberat într-un sistem în care materialele secundare intră în pori. Aceasta creează o metodă simplă de îndepărtare a materialelor specifice dintr-un amestec în picioare.