Vi gifter os med uorden med orden:Virkningerne af geometrisk lidelse på væsker og faste stoffer i mesoporøse materialer

Vi har alle stødt på dem før:de små poser med små bolde, der kommer pakket sammen med nye sko eller elektriske varer. Kuglerne er der for at absorbere fugt for at beskytte genstandene mod skader. "Disse materialer fungerer som en svamp, "forklarer fysiker professor Rustem Valiullin fra Leipzig Universitet. Han og hans forskergruppe har fundet en måde til mere præcist at bestemme egenskaberne af disse materialer, fordi de bedre kan redegøre for den underliggende lidelse. Deres artikel er blevet betegnet "ACS Editors 'Choice" af redaktørerne i American Chemical Society -tidsskrifter, der anerkender "vigtigheden for det globale videnskabelige samfund" af Leipzig -forskernes arbejde og ser det som et gennembrud i den nøjagtige beskrivelse af faseovergangsfænomener i uordnede porøse materialer.

I mesoporøse materialer, poreåbningerne er langt mindre end i en normal svamp:deres diametre varierer fra 2 til 50 nanometer og er usynlige for det blotte øje. Alligevel, de har en række interessante ejendomme, herunder med hensyn til adskillelse af stoffer. Dette sker som en funktion af molekyle og porestørrelse, for eksempel.

Indtil nu, videnskabelige eksperimenter har kun kunnet tilnærme de ønskede egenskaber ved disse materialer. "Så det er mere ned at opleve, om du kan bestemme, hvilken af ​​strukturerne der kan bruges til hvilke applikationer, "siger fysikeren. Problemet er, at disse materialer for det meste er uordnede, hvilket betyder, at porer af forskellige størrelser i materialet danner en kompleks netværksstruktur.

Forskere ved Leipzig Universitet udviklede en model, der bestemmer de funktioner, der kan observeres i så komplekse porenetværk. Professor Valiullin beskriver fremgangsmåden således:"Vi kan statistisk beskrive, hvordan de enkelte porer i disse netværk er koblet til hinanden. Vi gifter os med uorden med orden." Dette gør det muligt at bestemme de fysiske fænomener, der skal forstås i gas-væske- og fast-væske-faseovergange, for eksempel. Og ikke kun i teorien:ved hjælp af speciel mesoporøs modellering, det var muligt at bevise ved hjælp af moderne nukleare magnetiske resonansmetoder, at de teoretiske resultater også kan anvendes direkte i praksis.

Dette skulle gøre det lettere at bruge sådanne materialer i fremtiden, for eksempel at hjælpe med at frigive medicin til menneskekroppen over en længere periode - præcist når det er nødvendigt og ønsket. Andre potentielle anvendelser for sådanne materialer omfatter sensorteknologi eller energilagring og konvertering.