Porengröße

Porengröße bezeichnet die Dimension der Poren in einem porösen Material und ist ein zentraler Parameter für Transport, Reaktion und Adsorption. Sie beschreibt die Größen der Porenräume, oft unterschieden nach Pore Body und Pore Throat, und steht im Zusammenhang mit der Porosität und der Porengrößenverteilung eines Materials. Die Größenangaben erfolgen in Nanometern; grob unterschiedet man Mikroporen, Mesoporen und Makroporen.

Mikroporen haben typischerweise Größen bis etwa 2 Nanometer, Mesoporen liegen im Bereich von ca. 2 bis 50 Nanometer und Makroporen größer als 50 Nanometer. Die Porengrößenverteilung gibt an, welche Größen in einem Material vorliegen und wie gleichmäßig sie verteilt sind. Neben der durchschnittlichen Porengröße ist oft die gesamte Porosität, also der Volumenanteil des Porenraums, von wirtschaftlicher Bedeutung.

Messmethoden umfassen Stickstoff-Adsorption bei niedrigen Temperaturen (BET-Messungen und Pore-Size-Distribution), Quecksilberintrusion-Porosimetrie, Elektronenmikroskopie sowie kleine-Angle-Röntgenstreuung (SAXS). Jede Methode hat spezifizierte Reichweiten und Annahmen; oft wird eine Kombination verwendet, um eine aussagekräftige Porengrößenverteilung zu erhalten.

Bedeutung und Anwendungen: In Aktivkohle, Zeolithen, MOFs und mesoporösen Silikaten bestimmen Porengröße und -verteilung die Adsorption, Katalyse, Gasdiffusion und Membranfunktionen. In der Bodenkunde beeinflusst die Porengrößenverteilung Wasseraufnahme, Luftzirkulation und Wurzelwachstum. Die gezielte Steuerung der Porengröße ist daher ein zentrales Instrument in Materialdesign und Umwelttechnik.