Kristallvõresid

Kristallvõresid on mõiste materjaliteaduses, mis kirjeldab võrgutaolisi kristallistruktuure. Need koosnevad teineteisega ühendatud kristallvõretest ehk võrgustruktuuridest, mis moodustavad kolmemõõdulise avatud võrgu ning annavad suure pindala ja porosuse. Kristallvõresid võib leida nii looduses mineraalides kui ka sünteetilistes nanostruktuurides.

Omadused ja struktuur: Kristallvõresid iseloomustavad kombineeritud porid ja kanalid, mis võivad olla erineva suurusega ja mille korraldus võib olla sümmeetriline või eesmärgipäraselt disainitud. Sellised struktuurid pakuvad suurt pindala ning tavaliselt head mehhaanilist stabiilsust; sõltuvalt neti korraldusest võivad nad omada olulist optilist või akustilist vastust ning erinevat poorsust.

Moodustamine: Looduslikult võivad kristallvõresid tekkida kristalliseerumise ajal, kui tekib võrgustikke moodustavaid ühendusi ja porde. Sünteetiliselt luuakse neid meetoditega nagu sol-gel protsessid, hidrotermiline süntees või enese kokkupanemise (self-assembly) protsessid, mis viivad kolme-mõõtmeliste võredestruktuuride kujunemiseni.

Rakendused: Kristallvõresid pannakse tähele filtratsioonis ja gaasivahetuses, katalüüsis, sensorites ning energiasalvestuses. Nende suur poorsus ja kontrollitav struktuur muudavad nad sobivaks nii nutikateks filtratsioonisüsteemideks kui ka funktsionaalseteks materjalide platvormideks.

Seosed ja näited: Kristallvõresid kattuvad ja sarnanevad MOF-ide (metal-organic frameworks) ning zeoliidide struktuuridega, mida laialdaselt uuritakse ja rakendatakse. Silikaat- ja metall-organika võrestruktuurid on näited, mis illustreerivad kristallvõresite kontseptsiooni ning nende kliimane-töötlusvaihtusi ning kasutusvõimalusi erinevates tööstusharudes.