メソポーラス材料とは

メソポーラス材料には、その構造内に直径2〜50ナノメートル（nm）の開口部があります。 多孔性に関しては、2 nm未満の開口部を有する微多孔性材料と、50 nmを超える開口部を有するマクロ多孔性材料の間にあります。 このクラスの主要な材料の1つはシリカであり、その科学的用途の大部分は、細孔を二次材料で満たすことに由来しています。 開口部が非常に小さいため、メソポーラス材料は、システム内で二次材料のみとは異なる応答を引き起こします。

物理科学では、毛穴は空の空間の測定値です。 多孔質のオブジェクトは、そのサイズと比較すると、中に大量の空虚がありますが、中実または密集したオブジェクトにはありません。 ほとんどの場合、メソポーラス材料内の細孔の重要性は、表面とアクセス可能な細孔に基づいています。 完全に閉じられたボイドは、通常は使用できません。

Mesoは「中間」を意味する接頭辞です。 この場合、メソポーラス材料は、その下のクラスよりも大きいが、上のクラスよりも小さい細孔を持つという事実からその名前を取得します。 この特定のサイズが重要である理由は、単にその中間的な性質にあります。 ある意味では、大きな小さなマテリアルのように機能し、他の方法では小さな大きなマテリアルのように機能し、他のクラスではできないことを可能にします。

メソポーラス材料の大部分はシリカベースですが、他にもいくつかのタイプがあります。 いくつかの金属、またはスズ、チタン、アルミナなどの最初の塩基はメソポーラスです。 これらの金属は多くの場合過渡的であり、積極的に、または他の何かに変わる可能性があることを意味します。 その結果、はるかに安定した豊富なシリカ材料が代わりに使用されます。

メソポーラス材料の用途のほとんどは、2つの要因に起因しています。 第一に、細孔は物質全体の比較的小さな部分を構成するほど十分に小さい。 したがって、システムが材料と相互作用する場合、通常、それに付随する二次物質が存在する場合でも、システムは純粋であるかのように応答します。 第二に、物質の相対表面積は、そのサイズが示すよりもはるかに大きい。 これにより、微孔性材料と比較して、同じ物理サイズ内で大量の材料を移動できます。

一般的なメソポーラス材料の主な仕事は、輸送とろ過の2つのカテゴリに分類されます。 輸送作業の場合、材料の細孔は二次物質で満たされ、放出されます。 これらのマテリアルは、メインマテリアルとセカンダリマテリアルが単純に一緒に移動するため、環境と相互作用します。 ろ過の場合、プロセスは逆に機能します。純粋な材料は、二次材料が細孔に入るシステムに放出されます。 これにより、特定の材料を混合物から簡単に除去できます。