Huokosrakenne

Huokosrakenne kuvaa materiaalin sisäistä tilavuudellista verkostoa, jossa huokoset muodostavat poikkileikkaus- ja poikkisyömää rakennetta. Huokosrakenne vaikuttaa olennaisesti läpäisevyyteen, kosteuden siirtoon, lämpöeristykseen sekä mekaaniseen käyttäytymiseen. Huokoset voivat olla yhteydessä toisiinsa (avoimen porositeetin) tai erillään (suljettu porositeetti). Avoin huokoinen rakenne mahdollistaa ilman ja nesteiden kulun materiaalin läpi, kun taas suljettu rakenne rajoittaa kulkua ja voi parantaa eristystä sekä keventää rakennetta. Huokosaste, huokoskoko (tai kokojakauma) ja huokosten yhteydet määrittävät kokonaisuuden ominaisuudet.

Ominaisuuksiin vaikuttavat valmistus- ja käsittelymenetelmät sekä materiaali itse. Esimerkiksi virtausvalinta, kuivuus, lämpökäsittely ja kuplien hallinta vaikuttavat huokoskoon jakautumaan sekä tilavuusprosenttiin. Laajemmin tulkittuna huokosrakenne voi olla makro-, meso- tai mikroskooppinen, ja sen ominaisuuksia voidaan kuvailla porosity-asteen, huokoskoko­jakauman sekä pinta-alojen perusteella. Mittauksessa käytetään menetelmiä kuten heliumpycnometria huokosasteen määrittämiseksi, porimetria (myös elo-merkuriporimetria) huokoskokoja ja niiden jakautumista sekä mikrotomografiaa rakenteen kolmiulotteiseen kartoitukseen.

Sovellukset vaihtelevat rakennusmateriaaleista, eristeistä ja suodattimista biomateriaaleihin. Esimerkkejä ovat kevytbetonit, vaahdotetut polymeerit, keramien ja metallien kevyet rakenteet sekä nanotaso- ja mikroarkkitehtuuriin perustuvat sovellukset. Huokosrakenteen suunnittelulla pyritään optimoimaan sekä mekaaninen että terminen suorituskyky sovelluksen mukaan.