Vad är mesoporöst material?
Ett mesoporöst material har öppningar i sin struktur som är mellan 2 och 50 nanometer (nm) i diameter. När det gäller poröshet är det mellan mikroporöst material, som har öppningar mindre än 2 nm, och makroporöst material, som har öppningar större än 50 nm. Ett av huvudmaterialen i denna klass är kiseldioxid, och huvuddelen av dess vetenskapliga användningsområden härrör från att fylla porerna med ett sekundärt material. Eftersom öppningarna är så små kommer det mesoporösa materialet att orsaka olika svar inom system än det sekundära materialet enbart.
Inom fysisk vetenskap är en pore en mätning av tomt utrymme. Ett poröst föremål har en stor mängd tomhet i jämförelse med dess storlek medan ett fast eller tätt föremål inte gör det. I de flesta fall baseras vikten av porer i ett mesoporöst material på ytor och tillgängliga porer. Alla helt avstängda tomrum är vanligtvis inte användbara för användning.
Meso är ett prefix som betyder "mitt". I detta fall får mesoporöst material sitt namn från det faktum att det har större porer än klassen under det men mindre än klassen ovan. Anledningen till att denna speciella storlek är viktig är helt enkelt dess mellanliggande karaktär. På vissa sätt fungerar det som ett större litet material och på andra sätt fungerar det som ett litet stort material, vilket gör att det kan göra saker som de andra klasserna inte kan.
Medan en majoritet av mesoporösa material är kiseldioxidbaserade, finns det flera andra typer också. Flera metaller eller deras initiala baser, såsom tenn, titan eller aluminiumoxid, är mesoporösa. Dessa metaller är ofta övergångar, vilket betyder att de aktivt eller har möjlighet att förvandlas till något annat. Som ett resultat används i stället de mycket mer stabila och rikliga kiseldioxidmaterialen.
De flesta användningarna för ett mesoporöst material härrör från två faktorer. För det första är porerna tillräckligt små för att de utgör en relativt liten del av hela substansen. Därför, när ett system interagerar med materialet, svarar det vanligtvis som om det var rent även om det finns sekundära ämnen som bärs tillsammans med det. För det andra är ämnets relativa ytarea mycket större än dess storlek skulle indikera. Detta gör att större mängder material kan röra sig inom samma fysiska storlek jämfört med mikroporöst material.
Huvudjobben för ett vanligt mesoporöst material ingår i två kategorier: transport och filtrering. För transportjobb fylls materialets porer med en sekundär substans och släpps ut. Dessa material kommer att interagera med sin miljö som huvudmaterialet och det sekundära materialet kommer helt enkelt att rida med. För filtrering fungerar processen i omvänd riktning: det rena materialet släpps ut i ett system där sekundära material kommer in i porerna. Detta skapar en enkel metod för att ta bort specifika material från en stående blandning.