Interkalaatioprosessi

Interkalaatioprosessi viittaa mekanismiin, jossa vieras molekyyli tai atomi asettuu materiaalin rakenteen, erityisesti kidehilan, olemassa olevien kerrosten tai tasojen väliin. Tämä ilmiö on yleinen useissa materiaalityypeissä, kuten graafiitissa, savimineraaleissa ja kerroksellisissa puolijohteissa. Interkalaatiossa vierasaine ei yleensä korvaa alkuperäisiä atomi- tai molekyyliosia rakenteessa, vaan täyttää tyhjät tilat niiden välissä.

Vieraan aineen tunkeutuminen materiaalin rakenteeseen voi muuttaa merkittävästi sen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Esimerkiksi graafiitin interkalaatio litiumilla on keskeinen prosessi litiumioniakkujen toiminnassa, parantaen materiaalin sähkönjohtavuutta ja kapasiteettia. Savimineraalien interkalaatiossa vesimolekyylit tai muut pienet molekyylit voivat tunkeutua savikerrosten väliin, mikä vaikuttaa saven turpoamisominaisuuksiin ja mekaaniseen lujuuteen.

Interkalaatioprosessia voidaan hyödyntää uusien materiaalien kehittämisessä tai olemassa olevien materiaalien ominaisuuksien räätälöinnissä erilaisiin sovelluksiin. Prosessiin vaikuttavat muun muassa vieraan aineen koko ja kemialliset ominaisuudet sekä kohdemateriaalin kiderakenne ja elektroninen rakenne.