elektrooporowe

Elektrooporowe to grupa materiałów charakteryzujących się porowatą strukturą, w której porowatość może być wytwarzana lub modulowana przy użyciu procesów elektrochemicznych i zjawisk elektrycznych. Termin ten obejmuje zarówno porowate materiały powstałe w wyniku elektrochemicznego etchingu i dealloyingu, jak i materiały o porowatej sieci, której właściwości przepływu i objętości porów można sterować napięciem.

Wytwarzanie i mechanizmy

Porowatość często powstaje podczas anodowego trawienia lub dealloyingu w układach elektrochemicznych, co prowadzi do powstania cienkich warstw o wysokiej powierzchni. Drugi sposób to zastosowanie pól elektrycznych do regulowania struktury sieci porowej w polimerach, kompozytach i materiałach jonowych. W praktyce obejmuje to porowaty silikon (porous silicon), metalopodobne sieci, ceramiczne membrany oraz karbonowe materiały o dużej powierzchni właściwej, które służą jako elektrody lub nośniki filtracyjne.

Materiały i przykłady

Najczęściej używane są porowate materiały węglowe, porowate polimery i porowate warstwy metaliczne. Porowaty silikon (p-Si) jest klasycznym przykładem materiału wytworzonego elektrochemicznie. W zastosowaniach z powodzeniem wykorzystuje się także porowate ceramiki, membrany polimerowe oraz elektroaktywne sieci polimerowe, w których porowatość może wpływać na transport jonowy i mechaniczne właściwości.

Zastosowania

Elektrooporowe materiały znajdują zastosowanie w energiach przechowywania (baterie, superkondensatory), filtracji i separacji, sensorach, mikrofluidyce oraz w actuatorach i membranach o regulowanej przepuszczalności.

Wyzwania

Główne wyzwania to równowaga między wysoką porowatością a wytrzymałością mechaniczną, stabilnością chemiczną w środowiskach elektrochemicznych oraz powtarzalnością procesów w skali przemysłowej.