Wat is een poreus medium?

Een poreus medium is een stof die poriën bevat of ruimtes tussen vast materiaal waardoor vloeistof of gas kan passeren. Voorbeelden van natuurlijk voorkomende poreuze media zijn zand, aarde en sommige steensoorten, zoals puimsteen en zandsteen. Sponzen, keramiek en netvormig schuim worden ook vervaardigd voor gebruik als poreuze media. De mogelijke toepassingen van deze materialen in de wetenschap, de industrie en het dagelijks leven zijn enorm, hoewel ze misschien het meest worden gebruikt als filters.

Fysiek kan een poreus medium worden onderscheiden van andere materialen - inclusief andere poreuze media - door zijn porositeit of de grootte van zijn poriën. Materialen met lage porositeit zijn minder permeabel en hebben doorgaans kleinere poriën, waardoor het moeilijker wordt voor gas of vloeistof om er doorheen te gaan, terwijl materialen met hoge porositeit grote poriën hebben en gemakkelijk doordringen. Porositeit is een belangrijke overweging bij het filteren, omdat als deeltjes moeten worden verwijderd door een poreus medium, de poriën klein genoeg moeten zijn om ze effectief te vangen. Geologen houden ook rekening met de porositeit van de omringende steen en bodem bij het uitvoeren van observaties van olie- en aardgasreservoirs. Aardgas opgesloten in steen met lage porositeit staat bekend als "strak gas" en is moeilijker toegankelijk dan andere reserves.

Porositeit varieert van een laag percentage in dichte leisteen en zandsteen tot ongeveer 50% in zand en tot 70% in klei. Door de mens gemaakte materialen kunnen nog poreuzer zijn. Bijvoorbeeld, netvormig schuim, een poreus medium dat wordt gebruikt in airconditionerfilters en cosmetische applicators, heeft een porositeit tot 98%.

Een van de meest voorkomende toepassingen van poreuze media in wetenschap en industrie is filtratie. In fabrieken kunnen deze materialen worden gebruikt om gassen of vloeistoffen te filteren, hetzij mechanisch, door deeltjes op te vangen of chemisch, door bepaalde verbindingen selectief te verwijderen. De te filteren substantie wordt door het poreuze medium gespannen en wordt gezuiverd wanneer deze door de poriën in het materiaal passeert. Voorbeelden van industrieel gebruik van deze methode omvatten waterbehandeling en aardolieraffinage.

Poreuze media worden ook vaak gebruikt in aquacultuur- en thuisaquariumsystemen. Koolstoffilters, die bestaan ​​uit poreuze actieve koolstof, worden in aquaria gebruikt om ongewenste organische verbindingen en metalen uit het water te absorberen. Actieve kool is een voorbeeld van chemische filtratie, maar mechanische filtratie is ook een mogelijke optie. In het laatste systeem filtert een poreuze spons mechanisch deeltjes eruit, waardoor een schonere omgeving voor de organismen in de tank ontstaat.