多孔質媒体とは何ですか？

多孔質培地は、毛穴を含む物質、または液体またはガスが通過できる固体材料の間のスペースを含む物質です。 自然に発生する多孔質媒体の例には、砂、土壌、および軽石や砂岩などのいくつかの種類の石が含まれます。 スポンジ、セラミック、および網状のフォームも、多孔質媒体として使用するために製造されています。 科学、産業、および日常生活におけるこれらの材料の可能な用途は膨大ですが、おそらくフィルターとして最も一般的に使用されています。

物理的に、多孔質媒体は、その多孔性または毛穴のサイズによって他の多孔質媒体を含む他の材料と区別できます。 低気孔率の材料は透過性が低く、通常は細孔が小さく、ガスや液体が通過するのがより困難になりますが、多孔性が高い材料には大きな毛穴があり、容易に浸透します。 多孔質媒体によって粒子を除去しなければならない場合、細孔は毛穴がしなければならないため、気孔率はフィルタリングにおいて重要な考慮事項です。効果的にトラップするのに十分なほど小さくなります。 地質学者はまた、油と天然ガスの貯水池の観測を行う際に、周囲の石と土壌の多孔性を考慮します。 低多孔性石に閉じ込められた天然ガスは「タイトガス」として知られており、他の保護区よりもアクセスが困難です。

多孔度は、密な頁岩と砂岩の低い割合から砂の約50％、粘土では最大70％の範囲です。 人工材料はさらに多孔質になる可能性があります。 たとえば、エアコンフィルターや化粧品アプリケーターで使用される多孔質媒体である網状のフォームは、最大98％の気孔率があります。

科学と産業における多孔質媒体の最も一般的なアプリケーションの1つはろ過です。 製造工場では、これらの材料を使用して、粒子をトラップすることにより、または化学的に特定の化合物を選択的に除去することにより、機械的にガスまたは液体をろ過できます。 ろ過する物質多孔質媒体に緊張し、材料の毛穴を通過すると精製されます。 この方法の産業用途の例には、水処理と石油精製が含まれます。

多孔質媒体は、養殖および家庭用水族系でもよく使用されます。 多孔質活性炭で構成されるカーボンフィルターは、水族館で使用され、水から望ましくない有機化合物と金属を吸収します。 活性炭は化学ろ過の例ですが、機械的ろ過も可能な選択肢です。 後者のシステムでは、多孔質スポンジが粒子状物質を機械的に除去し、タンク内の生物のよりきれいな環境を作り出します。