mikroporeista

Mikroporeista tarkoittaa materiaaleja, joissa onteloiden halkaisija on alle noin kaksi nanometriä. Mikroporisuus aiheuttaa suuren sisätilan pinta-alan ja mahdollistaa korkean adsorptioarvon pienille molekyyleille, minkä vuoksi mikroporisia materiaaleja käytetään erotteluun, suodatukseen ja tallennukseen. Mikroporisuus on porojen luokittelun keskeinen ominaisuus; jos rakenteessa on lisäksi meso- tai makroporeja, niitä tarkastellaan erikseen.

Tunnetuimpia mikroporisia aineita ovat zeoliitit, jotka ovat kiteisiä alumiin- ja piidioksidirakenteita, sekä aktivoitu hiili, jolla on runsaasti mikroporeja. Muita mikroporisia materiaaleja ovat erilaiset pi- ja alumiinisilikaatit sekä metalliorganiset raamit (MOF) ja kovalenttiset orgaaniset raamit (COF), joihin voidaan suunnitella tarkkoja poreita. Porekoko, geometrian ja kemiallisen ympäristön yhdistelmä määrää adsorptio- ja erottelukyvyn.

Ominaisuudet ja mittaukset: mikroporiset materiaalit mitataan usein kaasujen adsorptionilla. Typillisesti käytetään typen sorptioa 77 K:ssa pinta-alan (BET) ja porejakauman arvioimiseksi; CO2-sorptio auttaa ultra‑mikroporeisen tilan hahmottamisessa.

Sovellukset: mikroporisia materiaaleja käytetään kaasujen erotteluun ja puhdistukseen (esim. CO2 sieppaus, vedyn erottelu), kaasujen varastointiin sekä katalyyttisiin prosesseihin. Niillä pyritään energiatehokkaampiin ja kestävämpiin ratkaisuihin.

Haasteet: keskeisiä ovat kosteudenkestävyys ja hydrotermiset kestävyyshaasteet sekä valmistusmenetelmien skaalaus kaupallisiin käyttötarkoituksiin.