Huokoskokoja

Huokoskokoja, tai pore sizeja, kuvaa huokoisen materiaalin huokujen tilavuuden kantoa sekä sitä, mitä kokoisia onteloita materiaalissa on. Huokosten koko ja jakauma vaikuttavat olennaisesti materiaalin kantavuuteen, läpäisevyyteen, lämpö- ja akustisiin ominaisuuksiin sekä sen kemialliseen aktiivisuuteen. Huokosrakenne voidaan yleensä hahmottaa pore-koon jakauman avulla, joka voidaan määritellä pienemmästä suurimpaan kokoa kuvaavalla jakaumalla.

Pienimpien ja suurimpien huokosten erottelua käytetään usein kolmitasoisena jako-ryhmänä: microporet (<2 nm), mesoporet (2–50 nm) ja makroporet (>50 nm). Joissakin yhteyksissä rajat voivat poiketa hieman, mutta jaon tarkoitus on kuvata, millaisia virtauksia, absorptiota tai katalyyttisiä reaktioita materiaali kykenee tukemaan.

Pore-koon jakauman määrittämiseksi käytetään useita mittausmenetelmiä. Mercury intrusion porosimetry (MIP) mittaa pienempien ja keskisuurien poreiden tilavuuksia, kun taas kaasujen adsorption-gasokset (esim. N2 tai Ar) ja menetelmät kuten BET ja BJH sekä NLDFT antavat tietoa mikropore- ja mesoporeista. Lisäksi pienkulmaisia rakenteita voidaan tutkia pienakselaarometrian, X-ray-tomografiaan tai pienkulmasäteilyn avulla. Jokaisella menetelmällä on rajoituksensa ja oikea voimassaolo riippuu mitattavasta materiaalista.

Huokoskokoilla on keskeinen rooli monissa käytännön sovelluksissa: eriste- ja rakennusmateriaalien lämmöneristyskyky, suodattimien ja katalyyttien teho, sekä biomateriaalien ja energian varastointimateriaalien toimivuus. Porejakauman suunnittelulla voidaan optimoida sekä materiaalin käytettävyys että kestävät ominaisuudet.