۱۰ خرداد

مواد جامدی که در ساختارشان حاوی حفره و منفذ هستند به عنوان مواد متخلخل تعریف می‌شوند. مواد متخلخل توجه دانشمندان را به دلیل کاربردهای گوناگون در جدایش مولکولی، کاتالیز هتروژن، تکنولوژی جذب یا تکنولوژی نور و الکترونیک جلب کرده‌اند. حفرات موجود در مواد متخلخل به دو نوع حفرات باز و حفرات بسته تقسیم می‌شوند. حفرات باز به سطح ماده دسترسی دارند ولی حفرات بسته در درون ماده محبوس هستند، در کاربردهای اساسی نظیر فرایندهای کاتالیستی، جداسازی و فیلتراسیون، حفرات باز نقش اساسی دارند، اما مهمترین کاربرد حفرات بسته شامل ساخت عایق‌های حرارتی، صوتی و وسایلی با چگالی پایین می‌باشد.

  1. مواد میکرو پروس: اندازه منافذ در این مواد از ۲ نانومتر کوچکتر است.
  2. مواد مزوپروس (مزو متخلخل): اندازه منافذ در این مواد بین ۲ تا ۵۰ نانومتر می‌باشد.
  3. مواد ماکروپروس: اندازه منافذ در این مواد بزرگتر از ۵۰می‌باشد.

خواص  مواد مزو متخلخل:

  • انواع مختلفی از ترکیبات با حفرات در اندازه مزو، مثل سیلیکا و خاک‌های رسی، در مقالات گزارش شده که به عنوان کاتالیست و جاذب کاربرد دارند.
  • یکی از برتری ها­ی این مواد نسبت به مواد میکرو پروس، توزیع سریعتر مولکول‌ها در حفرات این مواد به علت اندازه بزرگتر حفرات می‌باشد.
  • قابلیت تنظیم اندازه حفرات در جریان سنتز.

دسته بندی مزو متخلخل بر اساس نوع مواد تشکیل دهنده دیواره حفرات :

الف) مواد مزو متخلخل غیرسیلیکاتی:

مواد مزو متخلخل غیر سیلیکاتی بیشتر شامل اکسید و فسفات فلزات و ترکیبات کربنی بوده و دارای خواص ساختاری متنوعی می‌باشند که موجب گسترش کاربردهای آن بویژه در کاتالیز، فوتوکاتالیز، ساخت سنسورها و وسایل نوری، تکنیکهای جداسازی و پوشش‌های هوشمند می‌شود.

از میان مواد متخلخل اکسیدی، اکسیدهای آهن اهمیت ویژه ای به دلیل استفاده ازآنها در ذخیره‌سازی مغناطیسی، کاتالیست و پتانسیل الکترودها در باتری‌های لیتیمی دارند و اگر اکسیدهای آهن مزو متخلخل با سطح بالا و چهارچوب کریستالی بتواند تشکیل شود.

ب) مواد مزو متخلخل سیلیکاتی:

این مواد دارای مساحت سطحی بزرگتری نسبت به مواد میکروپروس هستند. سطح ویژه این مواد به قدری بالاست که عملاً gr3 از این مواد، مساحت سطحی معادل یک زمین فوتبال را دارد. مساحت سطحی بزرگتر موجب می‌شود این مواد ظرفیت جذب بیشتری نسبت به مواد میکروپروس داشته باشند و ضریب تخلخل بالا و حفرات بزرگتر نیز باعث می‌شوند مشکل گرفتگی حفرات در این مواد کمتر رخ دهد.

کاربردها:

۱) دارو رسانی و انتقال ژن و پپتید به بدن بیمار

۲) تسریع انحلال داروهای سخت حل شونده درون بدن و بیرون بدن

۳) ساخت عایق های حرارتی وصوتی

۴) ساخت نانو راکتورها

۵) توانایی بازسازی بافت استخوان

۶) بایو سنسورها

۷) ساخت باطری های سازگار با بدن که می توانند از گلوکز و اکسیژن خون الکتریسته تولید کنند

۸) کاهش آلایندگی روغن های استفاده شده

۹) جاذب های سطحی ، تبادل گرهای یونی و نگه دارنده های کاتالیزور های مختلف استفاده می شوند.

توضیحی در مورد چگونگی دارو رسانی:

مزو متخلخل ها از جدید ترین نانو ذراتی هستند که از آن می توان در دارورسانی هدفمند برای افزودن کارایی دارو رسانی استفاده کرد. با استفاده از مزو متخلخل های اصلاح شده با پلیمر های هوشمند می توان دارو را در زمان و مکان مشخص با سرعت آزادسازی کنترل شده به بافت هدف منتقل کرد سلول های سرطانی به دلیل ویژگیهای زیستی و سوخت وساز زیاد، PH درون سلولی کمتر، دمای سلول بیشتر و نیز مقدار بیشتری از آنزیم های کاهنده که دارند از سلول های سالم متمایز می شوند.

توضیحی در مورد چگونگی ساخت نانو راکتورها:

نانو راکتورها موادی متخلخل هستند که یکی از ابعاد آنها در مقیاس نانو است. این ترکیبات بسیار متنوع اند و مواد ساده و مواد آلی و معدنی با هدایت الکتریکی، حجم و بافت حفره متفاوت به عنوان نانوراکتور به کار رفته اند. در این ساختارها مواد اولیه و محصولات بین محلول توده و حفره نانو راکتور مبادله می شوند و به همین سبب، نفوذپذیری غشاء نقش مهمی در عملکرد انتخاب پذیر آنها ایفاء می کند. به دلیل مزایای بسیاری نظیر امکان کنترل واکنش و محافظت از کاتالیزورها در برابر تاثیرات محیطی، انواع واکنش های کاتالیزوری و آنزیمی و نیز تهیه نانو ساختارهای گوناگون درون نانو راکتورها انجام می شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *