نانو حفره ها- معرفی و کاربرد

1.مقدمه

نانوحفره‌ها یا مواد نانومتخلخل؛ درارای حفراتی کوچک‌تر از 100 نانومتر می‌باشند و کاربرد ویژه‌ای در فیلتراسیون در سطح اتمی و مولکولی دارند. این مواد منافذی تو در تو دارند و منافذشان یک الگوی تکرار انتقالی در فضای سه بعدی دارد و نیاز به هیچ نظم و قاعده‌ی خاصی در آرایش منافذ نیست تا ماده‌ای را نانوحفره بنامیم.

جامدات نانومتخلخل می‌توانند ترکیبات گوناگونی نظیر کربن، سیلیکون، سیلیکات‌ها، پلیمرها، سرامیک‌ها، فلزات و ترکیبات آلی-‌ فلزی داشته باشند. بسیاری از مواد متخلخل از نظر ترمودینامیکی پایدار نیستند و به محض این‌که بر انرژی جنبشی مرزها غلبه شود، از بین می‌روند. به عنوان مثال، سیلیکات متخلخل، ماده‌ای نیمه‌پایدار است که با افزایش دما و رسیدن به نقطه‌ی ذوب، ذرات اولیه آن در شبکه ذوب می‌شوند. در این مرحله، جدایش فلزات اتفاق می‌افتد و یک فاز سیلیکاتی نانومتخلخل ایجاد می‌شود. کنترل انرژی فصل مشترک و وضعیت نیمه‌پایدار حفرات نانومقیاس در هنگام ایجاد مواد نانومتخلخل از اهمیت خاصی برخوردار است.