Kas ir mezoporais materiāls?

Īsā atbilde

Mezoporaina materiāla struktūrā ir atveres, kuru diametrs ir no 2 līdz 50 nanometriem (nm). Porainības ziņā tas atrodas starp mikroporainu materiālu, kura atveres ir mazākas par 2 nm, un makroporainu materiālu, kura atveres ir lielākas par 50 nm. Viens no galvenajiem materiāliem šajā klasē ir silīcija dioksīds, un lielākā daļa tā zinātnisko lietojumu izriet no poru piepildīšanas ar otrreizēju materiālu. Tā kā atveres ir tik mazas, mezoporains materiāls sistēmās izraisīs dažādas reakcijas nekā sekundārais materiāls.

Fizikālajā zinātnē poras ir tukšas vietas mērs. Porainam priekšmetam ir liels tukšuma daudzums, salīdzinot ar tā izmēru, savukārt cietā vai blīvā priekšmetā nav. Vairumā gadījumu poru nozīme mezoporainā materiālā ir balstīta uz virsmu un pieejamām porām. Jebkuri pilnībā aizvērti tukšumi parasti nav izmantojami.

Meso ir prefikss, kas nozīmē “vidējais”. Šajā gadījumā mezoporains materiāls ir ieguvis savu nosaukumu tāpēc, ka tam ir lielākas poras nekā zem tā esošajai klasei, bet mazākas nekā iepriekš minētajā klasē. Iemesls, kāpēc šis konkrētais izmērs ir svarīgs, ir vienkārši tā starpposma raksturs. Dažos veidos tas darbojas kā lielāks, mazs materiāls, un citos veidos tas darbojas kā mazs liels materiāls, ļaujot tam darīt lietas, ko citas klases nevar.

Lai gan lielākā daļa mezoporaino materiālu ir izgatavoti uz silīcija dioksīda bāzes, ir arī vairāki citi veidi. Vairāki metāli vai to sākotnējās bāzes, piemēram, alva, titāns vai alumīnija oksīds, ir mezoporaini. Šie metāli bieži ir pārejas periodi, kas nozīmē, ka tie aktīvi vai ir iespēja pārvērsties par kaut ko citu. Rezultātā tā vietā tiek izmantoti daudz stabilāki un daudz vairāk silīcija dioksīda materiāli.

Lielākā daļa mezoporainu materiālu izmantošanas gadījumu izriet no diviem faktoriem. Pirmkārt, poras ir pietiekami mazas, lai tās veidotu salīdzinoši nelielu daļu no visas vielas. Tāpēc, kad sistēma mijiedarbojas ar materiālu, tā parasti reaģē tā, it kā tas būtu tīrs, pat ja kopā ar to ir sekundāras vielas. Otrkārt, vielas relatīvais virsmas laukums ir daudz lielāks, nekā norāda tās izmērs. Tas ļauj lielākam materiāla daudzumam pārvietoties vienā un tajā pašā fiziskajā izmērā, salīdzinot ar mikroporainu materiālu.

Parasta mezoporaina materiāla galvenie uzdevumi ir iedalīti divās kategorijās: transportēšana un filtrēšana. Transporta darbiem materiāla poras tiek piepildītas ar sekundāru vielu un atbrīvotas. Šie materiāli mijiedarbosies ar vidi kā galvenais materiāls, un sekundārais materiāls vienkārši brauks līdzi. Filtrēšanai process darbojas apgriezti: tīrais materiāls tiek izlaists sistēmā, kur sekundārie materiāli nonāk porās. Tādējādi tiek izveidota vienkārša metode konkrētu materiālu noņemšanai no stāvoša maisījuma.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi