Co to jest porowate medium?

Porowate medium to substancja zawierająca pory lub przestrzenie między materiałem stałym, przez które może przepływać ciecz lub gaz. Przykłady naturalnie występujących porowatych mediów obejmują piasek, ziemię i niektóre rodzaje kamieni, takie jak pumeks i piaskowiec. Gąbki, materiały ceramiczne i pianka siatkowa są również produkowane do stosowania jako porowate media. Możliwe zastosowania tych materiałów w nauce, przemyśle i życiu codziennym są ogromne, chociaż być może najczęściej są stosowane jako filtry.

Fizycznie porowate medium można odróżnić od innych materiałów - w tym innych porowatych mediów - poprzez porowatość lub wielkość porów. Materiały o niskiej porowatości są mniej przepuszczalne i zwykle mają mniejsze pory, co utrudnia przechodzenie przez nie gazu lub cieczy, podczas gdy materiały o wysokiej porowatości mają duże pory i są łatwo przepuszczalne. Porowatość jest ważnym czynnikiem w filtrowaniu, ponieważ jeśli cząstki muszą zostać usunięte przez porowate medium, pory muszą być wystarczająco małe, aby skutecznie je uwięzić. Geolodzy biorą również pod uwagę porowatość otaczającego kamienia i gleby podczas prowadzenia obserwacji złóż ropy i gazu ziemnego. Gaz ziemny uwięziony w kamieniu o niskiej porowatości jest znany jako „ciasny gaz” i jest trudniejszy do uzyskania niż inne złoża.

Porowatość waha się od małego procentu w gęstym łupku i piaskowcu do około 50% w piasku i do 70% w glinie. Materiały sztuczne mogą być jeszcze bardziej porowate. Na przykład pianka siatkowa, porowate medium stosowane w filtrach klimatyzatorów i aplikatorach kosmetycznych, ma porowatość do 98%.

Jednym z najczęstszych zastosowań porowatych mediów w nauce i przemyśle jest filtracja. W zakładach produkcyjnych materiały te można stosować do filtrowania gazów lub cieczy albo mechanicznie, poprzez wychwytywanie cząstek, albo chemicznie, poprzez selektywne usuwanie niektórych związków. Filtrowana substancja jest filtrowana przez porowaty ośrodek i oczyszcza się, gdy przechodzi przez pory w materiale. Przykłady zastosowań przemysłowych tej metody obejmują uzdatnianie wody i rafinację ropy naftowej.

Porowate podłoża są również często stosowane w akwakulturze i systemach akwariów domowych. Filtry węglowe, które składają się z porowatego węgla aktywnego, są stosowane w akwariach do absorpcji niepożądanych związków organicznych i metali z wody. Węgiel aktywny jest przykładem filtracji chemicznej, ale filtracja mechaniczna jest również możliwą opcją. W tym drugim systemie porowata gąbka mechanicznie odfiltrowuje cząstki stałe, tworząc czystsze środowisko dla organizmów w zbiorniku.