makroporös

Makroporösa material är en klass av porösa strukturer som kännetecknas av porer med storlek större än cirka 50 nanometer. Enligt IUPAC-definitionen är makroporer större än 50 nm, medan mikroporer är mindre än 2 nm och mesoporer ligger mellan 2 och 50 nm. Denna stora porstruktur ger öppenhet, hög genomsläpplighet och förbättrad massöverföring i materialet.

Material såsom keramer, polymerer, metaller och kolbaserade ämnen kan göras makroporösa. De har ofta ett sammanhängande skelett och ett nätverk av porer som möjliggör snabb vätskeflöde och gasdiffusion. Porernas storlek, form och connectivity kan kontrolleras under syntesen, vilket påverkar både mekaniska egenskaper och funktionalitet.

Tillverkning sker främst genom templatingmetoder: hård templating med upplöst eller avlägsnat porogen, mjuk templating med emulsions- eller skumtempter, samt fasseparation, gasfrysning eller pormässig leaching. Moderna tekniker inkluderar 3D-printing och frysframställning för att uppnå skräddarsydd arkitektur och kontrollerad porositet. Valet av metod styr porositetens distribution och mekanisk styrka.

Egenskaper och prestanda: Makroporösa material erbjuder hög porositet och god permeabilitet, vilket förbättrar transporten av vätskor och stora molekyler. Begränsningar kan vara lägre specifik yta och ofta lägre mekanisk styrka jämfört med mikro- eller mesoporösa material, samt variation mellan tillverkade batcher.

Användningsområden inkluderar katalysator- och reaktorbärare, biomedicinska scaffold för vävnadsingenjören, filtrering och separation av stora molekyler, adsorbenter, elektroder i energi- och lagringssystem samt sensorer. Karakterisering görs med SEM, mikro-CT, porosimetri och ytanalyser för olika porstorleksintervall.