Kiinteäfaasijärjestelmät

Kiinteäfaasijärjestelmät, tunnetaan myös kiinteän tilan järjestelminä tai kiinteän faasin järjestelminä, viittaavat kemiallisiin järjestelmiin, joissa kaikki reaktioon osallistuvat komponentit ovat kiinteässä olomuodossa. Tämä eroaa homogeenisistä järjestelmistä, joissa kaikki komponentit ovat samassa faasissa (esimerkiksi nesteessä tai kaasussa), ja heterogeenisista järjestelmistä, joissa reaktio tapahtuu kahden tai useamman eri faasin rajapinnassa.

Kiinteäfaasijärjestelmien tutkimus ja sovellukset liittyvät usein materiaalitieteisiin, kemiaan ja lääketieteelliseen analytiikkaan. Tyypillisiä esimerkkejä kiinteäfaasijärjestelmistä ovat erilaiset kiinteän olomuodon reaktiot, kuten metallien sulatus ja kiteytyminen, keramiikan valmistus korkeissa lämpötiloissa, ja polymeerien kovettuminen.

Yksi keskeinen haaste kiinteäfaasijärjestelmissä on reagenssien liikkuvuus. Koska aineet ovat kiinteässä muodossa, diffuusio on huomattavasti hitaampaa kuin nesteissä tai kaasuissa, mikä voi merkittävästi hidastaa reaktionopeutta. Usein reaktion edistämiseksi tarvitaan korkeita lämpötiloja tai muita energianlähteitä, kuten mekaanista jauhamista, edesauttamaan faasirajatapahtumia ja diffuusiota.

Kiinteäfaasijärjestelmiä hyödynnetään esimerkiksi kiinteäfaasiuutto (SPE) -tekniikassa, jossa analyytti erotetaan matriisista kiinteän faasin avulla. Tämä on yleinen menetelmä näytteenvalmistuksessa ennen analyyttisia mittauksia. Myös kiinteäfaasikromatografia, jota käytetään aineiden erottamiseen, perustuu kiinteäfaasijärjestelmien periaatteisiin.