Qu'est-ce qu'un matériau mésoporeux?
Un matériau mésoporeux a des ouvertures dans sa structure qui ont un diamètre compris entre 2 et 50 nanomètres (nm). En termes de porosité, il se situe entre le matériau microporeux, qui présente des ouvertures inférieures à 2 nm, et le matériau macroporeux, qui présente des ouvertures supérieures à 50 nm. L'un des principaux matériaux de cette classe est la silice et la plupart de ses utilisations scientifiques découlent du remplissage des pores avec un matériau secondaire. Étant donné que les ouvertures sont si petites, le matériau mésoporeux provoquera des réponses différentes dans les systèmes par rapport au matériau secondaire seul.
En sciences physiques, un pore est une mesure de l'espace vide. Un objet poreux présente une grande quantité de vide par rapport à sa taille, contrairement à un objet solide ou dense. Dans la plupart des cas, l’importance des pores dans un matériau mésoporeux repose sur les pores de surface et accessibles. Les vides complètement fermés ne sont généralement pas utilisables.
Méso est un préfixe qui signifie «milieu». Dans ce cas, le matériau mésoporeux tire son nom du fait qu'il a des pores plus gros que la classe inférieure mais plus petits que la classe supérieure. La raison pour laquelle cette taille particulière est importante est simplement sa nature intermédiaire. D'une certaine manière, il agit comme un petit matériau plus grand et d'autres, comme un petit matériau plus grand, lui permettant de faire des choses que les autres classes ne peuvent pas faire.
Bien que la majorité des matériaux mésoporeux soient à base de silice, il en existe plusieurs autres. Plusieurs métaux ou leurs bases initiales, telles que l'étain, le titane ou l'alumine, sont mésoporeux. Ces métaux sont souvent transitoires, ce qui signifie qu'ils sont activement ou ont la possibilité de se transformer en quelque chose d'autre. En conséquence, des matériaux de silice beaucoup plus stables et abondants sont utilisés à la place.
La plupart des utilisations d'un matériau mésoporeux proviennent de deux facteurs. Premièrement, les pores sont suffisamment petits pour constituer une partie relativement petite de la substance. Par conséquent, lorsqu'un système interagit avec le matériau, il réagit généralement comme s'il était pur, même s'il contient des substances secondaires. Deuxièmement, la surface relative de la substance est beaucoup plus grande que ne l'indiquerait sa taille. Cela permet à de plus grandes quantités de matériel de se déplacer dans la même taille physique par rapport au matériel microporeux.
Les principaux emplois d’un matériau mésoporeux commun appartiennent à deux catégories: le transport et la filtration. Pour les travaux de transport, les pores du matériau sont remplis d'une substance secondaire et libérés. Ces matériaux interagiront avec leur environnement en tant que matériau principal et le matériau secondaire sera simplement utilisé. Pour la filtration, le processus fonctionne en sens inverse: la matière pure est libérée dans un système où les matières secondaires pénètrent dans les pores. Cela crée une méthode simple d'élimination de matériaux spécifiques d'un mélange sur pied.