I materiali porosi

Cosa sono i materiali porosi
I materiali porosi: tra oggetti di uso comune, materiali naturali e caratteristiche sorprendenti
Aerogel: materiali porosi da record
3
Densità aerogel di silice: 700 – 1 mg/cm
(per confronto: densità dell’aria 1.29 mg/cm3)
Essiccanti
Spugne
Granito
Pietra vulcanica
Osso
Sughero
Grande resistenza
meccanica
Leggerissimi
Ottimi isolanti termici
Perimetro crescente
La superficie disponibile in un materiale
poroso aumenta all’aumentare del
numero di pori, fino ad una porosità del
50% (metà vuoto, metà pieno)
Nello stesso modo aumenta il volume
disponibile, che è possibile usare per
immagazzinare una sostanza in un
ambiente “protetto”
Vantaggi di un materiale poroso
3 cm
Materiale
compatto
Grande superficie a disposizione in poco spazio
150
m
3 cm
3 cm
Materiale
poroso
Immagine di
microscopia
elettronica a
scansione
65 m
Possibilità di utilizzare questa superficie per facilitare, per esempio, reazioni
chimiche. Molte reazioni chimiche e fisiche avvengono alle interfacce: averne una
estesa in poco spazio può essere estremamente utile
Le spugne, che usiamo tutti i giorni, sono materiali porosi che apprezziamo per la
loro capacità di riempire d’acqua i loro pori. I carboni attivi dei filtri sono un altro
esempio di materiale poroso di uso comune.
Caratteristiche del Silicio Poroso
Prodotto con generazione di pori nel Si
cristallino con un attacco chimico
2
170 m
+
2
170 m
+
2
170 m
+
2
170 m
+
2
170 m
Silicio cristallino
Superficie interna elevata (in modo
analogo all'esempio qui a fianco)
Pori di diametro tra pochi miliardesimi
(nm) e pochi milionesimi (µm) di metro
Biocompatibile
1 cm 1 c
m
Controllo dimensione pori con le
condizioni di formazione
2
1 cm
Silicio poroso
3
Superficie interna dei pori fino a 900 m /cm (circa
5 campi di pallavolo)
Utile in tantissimi campi: biosensoristica,
optoelettronica, fotonica, rilascio controllato di
farmaci, fotovoltaico, microfluidica, …