Zenbat dakizu material porotsuei buruz?

Material porotsuak nonahi daude, zure gorputzeko hezurretik hasi eta kafe-makinako iragazkiraino.

Baina nola izan daiteke hain esanguratsua zuloz betetako zerbait? Erantzuna arteko dantza korapilatsuan dago

material solidoa bera eta bere barneko poro sare zabala. Elkarrekintza honek propietate bereziak sortzen ditu

medikuntza, energia biltegiratzea eta espazioaren esplorazioa bezalako hainbat esparru irauli dituztenak.

Imajinatu poltsiko txiki, tunel ikusezin eta barrunbe mikroskopikoz jositako material bat. Hauek ez dira akatsak

– material porotsuen ezaugarri bereizgarriak dira, eta kopuru harrigarri baten gakoa dute

hainbat industriatan egindako aurrerapenak.

Inoiz galdetu al zaizu nola astronautek aire garbia arnasten duten Nazioarteko Espazio Estazioan? Edo nola zientzialariek

eraikuntza-material arinagoak eta sendoagoak sor ditzake? Erantzunak harrituko zaitu - denak aipagarriarekin du zerikusia

material porotsuen mundua. Lotu giltza, eta murgil gaitezen zulo-mirari hauen atzean dagoen zientzia liluragarrian!

Zer dira material porotsuak?

Bere oinarrian, material porotsuak poroz jositako materialak dira, beren egituraren barruko espazio edo hutsune txikiak.

Poro hauek tamaina ikaragarri alda daitezke, nanometro mikroskopikoetatik (metro baten milioirenak) handietaraino.

milimetroko barrunbeak (metro milarenak). Tamaina, forma eta poro horiek nola konektatzen diren antzematen da

funtsezko eginkizuna material baten propietateak zehazteko.

Kontuan hartu beharreko bi porositate mota nagusi daude:

*Zelula irekiko porositatea:

Imajinatu belaki bat. Hori funtsean zelula irekiko porositatea da.Poroak elkarri lotuta daude, fluidoak ahalbidetuz

haietatik erraz igarotzeko. Kafe-iragazkiak,aparrak eta hezur mota batzuk zelula irekiko materialen adibide dira.

*Zelula itxiko porositatea:

Hemen, poroak material solidoaren barruan dauden burbuila isolatuak dira, elkarren artean konektatuta ez daudenak. Pentsatu a

pumi-harria – zuloz beteta, baina urak ezin du haien artean ibili. Poliestirenoa ontziratzeko kakahueteak eta

arroka bolkaniko batzuk zelula itxiko materialen adibide dira.

Material baten porositatearen mota eta ezaugarriak ulertuta, zientzialariek eta ingeniariek diseina dezakete.

aplikazio zehatzetarako materialak. Hau nola egiten den hurrengo atalean aztertuko dugu!

Material porotsu motak

-ren munduamaterial porotsuakzabala da eta material natural eta sintetiko ugari biltzen ditu.

Hona hemen mota ohikoenetako batzuk, jatorriaren edo konposizioaren arabera sailkatuta:

Material porotsu naturalak:

Harriak eta mineralak:

Hareharria, pumicea eta zeolitak dira naturan dauden arroka porotsuen adibide batzuk.

Material hauek iragazketan, eraikuntzako agregakinetan eta baita katuen hondakinetan ere erabiltzen dira

haien poro-tamaina eta azalera desberdinak.

 

 

Material biologikoak:

Hezurra, egurra eta kortxoa propietate bereziak dituzten material porotsu naturalak dira. Hezurra, adibidez,

zelula irekiko egitura konplexua du, indarra eta malgutasuna ematen duena, egurraren porositateak ahalbidetzen duen bitartean

landareetan ura eta mantenugaiak garraiatzeko.

 

 

Material porotsu sintetikoak:

Polimeroak:

Poliuretanoa eta poliestirenoa bezalako apar polimerikoak oso erabiliak dira ontziratzeko, isolatzeko,

eta kuxinak airea harrapatzen duen zelula itxiko egituragatik.

 

 

Poliuretanozko aparra

 

 

Zeramika:

Ingeniaritza-material hauek poro egitura kontrolatu batekin diseina daitezke, eta horretarako aproposa da

filtrazio-mintzak, katalizatzaileak eta erregai-pilak bezalako aplikazioak.

Zeramikazko iragazketa-mintza

 

Metalak:

Metal porotsuak indarra hartzen ari dira eraikuntzako material arinak eta inplante biomedikoak bezalako eremuetan

erresistentzia-pisu-erlazio handiagatik eta haien porositatea behar zehatzetara egokitzeko gaitasunagatik.

Metal porotsua

Marko metal-organikoak (MOF):

Diseinatzaile-material hauek poro-egitura oso ordenatua eta sintonizagarria duten mirari sintetikoak dira.

Potentzial izugarria daukate gas-biltegiratzean, bereizketak eta drogak emateko.

Metal Organic Framework (MOF)

Material porotsu hauek material porotsuen mundu anitzaren lagin bat besterik ez dugu aipatu.

Material porotsuen propietateak

Material porotsuetan espazio solidoaren eta hutsaren konbinazio bereziak hainbat propietate ematen dizkie

hainbat aplikaziotan baliotsu bihurtzen dutenak. Azter ditzagun gako fisiko, mekaniko eta

eta material porotsuen propietate kimikoak:

Propietate fisikoak:

Dentsitatea:

Poroen presentzia dela eta, material porotsuak, oro har, porotsuak ez direnak baino trinkoagoak dira.

Horrek arin bihurtzen ditu, eta hori funtsezkoa da ingeniaritza aeroespaziala eta eraikuntza bezalako aplikazioetan.

Material porotsu trinkoagoa vs material ez porotsu trinkoagoa

 

*Porositate ehunekoa:

Balio honek material baten hutsuneen bolumena adierazten du bere bolumen osoaren aldean. Portzentaje handiagoak poroen egitura irekiagoa eta interkonektatuagoa dela adierazten du.

* Iragazkortasuna:

Propietate honek material batek fluidoak (gasak edo likidoak) bere poroetatik igarotzen uzteko duen gaitasunari egiten dio erreferentzia. Poroen tamainak, formak eta konektibitateak nabarmen eragiten dute iragazkortasunean.

Propietate mekanikoak:

* Indarra:

Poroen presentziak batzuetan material baten indar orokorra gutxitu dezake.

Hala ere, poroen egituraren ingeniaritza burutsuak material porotsuak sor ditzake

indar-pisu erlazio harrigarriak, eraikuntza arinean baliotsuak eginez.

* Elastikotasuna:

Propietate honek zehazten du zenbat deformatu daitekeen material bat tentsioan eta itzul daitekeen

bere jatorrizko forma. Porositateak elastikotasunean eragin dezake modu konplexuan, arabera

materiala eta poroen egitura.

Propietate kimikoak:

* Erreaktibitatea:

Poroek sortzen duten azalera handiak erreaktiboagoak izan daitezke material ez-porotsuekin alderatuta.

Hau onuragarria da katalisia bezalako aplikazioetan, non azalera handitzeak erreakzio kimikoak sustatzen dituen.

*Erresistentzia:

Material porotsuak neurrira molda daitezke elementu edo produktu kimiko zehatzei aurre egiteko. Adibidez,zeramika porotsu batzuk

beroarekiko erresistentzia bikaina erakusten dute, tenperatura altuko aplikazioetarako egokiak izanik.

Propietateen elkarreragin hori ulertuz, zientzialariek eta ingeniariek material porotsuak diseina ditzakete

behar zehatzak. Hurrengo atalean, material hauek hainbat industriatan nola funtzionatzen duten ikusiko dugu!

Material porotsuen abantailak eta erronkak

Material porotsuak hainbat industriatan baliotsu bihurtzen dituen abantaila multzo paregabea eskaintzen dute. Hona hemen onura nagusietako batzuk:

* Azalera handia:

Poroen sare korapilatsuak azalera handi bat sortzen du bolumen txiki baten barruan. Hau iragazketa, adsortzioa eta katalisia bezalako prozesuetarako onuragarria da, non azalera handitzeak materialaren eta fluidoen/gasen arteko elkarrekintza hobetzen duen.

*Arinak:

Poroen presentzia dela eta, material porotsuak, oro har, porotsuak ez direnak baino arinagoak dira. Hau funtsezkoa da ingeniaritza aeroespaziala eta erregai-eraginkortasuna duten ibilgailuetan, non pisua murriztea helburu nagusia den.

*Emari kontrolatuaren propietateak:

Poroen tamaina, forma eta konektibitatea neurrira egokitu daitezke fluidoak materiala nola pasatzen diren kontrolatzeko. Honek iragazketa zehatza, sendagaien banaketa kontrolatua eta gasen bereizketa eraginkorra ahalbidetzen ditu.

* Egokitutako propietateak:

Material sorta zabala porotsu egin daiteke, eta poroen egitura bera diseinatu daiteke propietate zehatzak lortzeko. Aldakortasun horri esker, zientzialariek hainbat aplikaziotarako materialak diseina ditzakete.

Hala ere, material porotsuek zenbait erronka dituzte:

* Indarra:

Poroen presentziak material baten indar orokorra gutxitu dezake. Hori arintzeak diseinu eta prozesatzeko teknika zainduak behar ditu.

*Hastura:

Poroak tentsio-kontzentrazio-puntu gisa joka ditzakete, eta materiala presio altuan pitzadura edo haustura jasan dezakete.

* Fabrikazio konplexutasuna:

Nahi den poro-egitura sortzea konplexua izan daiteke eta fabrikazio-teknika espezializatuak behar ditu, eta horrek kostuak handitu ditzake.

Altzairu herdoilgaitzezko material porotsu sinterizatuen erabilera bereziak

Altzairu herdoilgaitz sinterizatuamaterial porotsuak material porotsu mota zehatz bat dira, abantaila paregabeak dituena:

* Indar eta iraunkortasun handia:

Sinterizazioak, fabrikazio-prozesuak, lotura sendoak sortzen ditu altzairu herdoilgaitzezko partikulen artean, material sendoa eta iraupen luzea lortuz.

* Korrosioarekiko erresistentzia:

Altzairu herdoilgaitzak korrosioarekiko erresistentzia bikaina eskaintzen du, material hauek ingurune gogorretarako edo fluidoekin lotutako aplikazioetarako aproposa da.
*Biobateragarritasuna: altzairu herdoilgaitzezko zenbait kalifikazio biobateragarriak dira, hau da, segurtasunez txerta daitezke giza gorputzean. Horrek aplikazio biomedikoetarako ateak irekitzen ditu, hala nola iragazkiak edo hezur-inplanteak.

* Egokitutako poroen egitura:

Altzairu herdoilgaitz sinterizatuko poroen tamaina eta banaketa kontrolatu daitezke, iragazketa edo fluidoen banaketa zehatza ahalbidetuz.

Propietate hauek altzairu herdoilgaitzezko material porotsu sinterizatuak baliotsu bihurtzen dituzte hainbat aplikaziotan, besteak beste:

* Iragazkia:

Iragazki industrialetan oso erabiliak diralikidoak eta gasak, batez ere, indar eta iraunkortasun handia eskatzen duten aplikazioetan.

* Fluidoen banaketa:

Haien porositate kontrolatuak, kromatografia edo erregai-pilak bezalako prozesuetan fluidoak banatzeko aukera ematen du.

*Isilgailuak:

Poro-egitura korapilatsuak soinu-uhinak modu eraginkorrean murrizten ditu, zarata murrizteko aplikazioetan erabilgarriak bihurtuz.

*Inplante biomedikoak:

Gradu jakin batzuen izaera biobateragarriak hezur-inplanteetarako edo sendagaiak emateko gailuetarako egokiak bihurtzen ditu.

Erresistentzia handiko, korrosioarekiko erresistentzia eta poro egitura sintonizagarriaren konbinazioak altzairu herdoilgaitzezko material porotsu sinterizatuak aktibo baliotsu bihurtzen ditu hainbat aplikazio zorrotzetan.

Material porotsuen aplikazioak: zuloen mundua martxan

Material porotsuen propietate bereziek aplikazio sorta zabala ekarri dute hainbat sektoretan.

Hona hemen zulo-y miraria hauek nola funtzionatzen duten ikusteko:

Industria aplikazioak:

Iragazte-sistemak:

Kafe-iragazkietatik iragazki industrial masiboetara, material porotsuak ezinbestekoak dira nahi den bereizteko

nahaste batetik osagaiak. Beren poroen tamaina kontrolatuak nahi ez diren partikulak harrapatzeko aukera ematen die bitartean

nahi den fluidoari pasatzen utziz.

Kafe-iragazkia

Katalizatzaileen euskarriak:

Erreakzio kimikoetan, katalizatzaileek prozesua azkartzen dute. Azalera handiko material porotsuak eskaintzen dituzte

katalizatzaile hauentzako plataforma bat, hainbat prozesu industrialetan duten eraginkortasuna maximizatuz.

Eguneroko erabilerak:

Isolamendua:

Beira-zuntza edo aparra bezalako materialen poroetan harrapatutako aireak isolatzaile handi gisa jokatzen du,

gure etxeak neguan epel eta udan fresko mantenduz.

 

Beira-zuntzezko isolamendua

Soinu xurgapena:

Material porotsuek, esaterako, panel akustikoak edo soinu-insonorizazio-aparrak dute

soinu-uhinak xurgatu, zarata apalduz eta ingurune lasaiagoa sortuz.

Panel akustikoa

Punta-puntako aplikazioak:

Ingeniaritza Biomedikoa:

Material porotsuak arlo hau iraultzen ari dira. Adibidez, aldamio porotsuak erabiltzen dira

ehunen ingeniaritza, zelula berriak hazteko egitura bat eskainiz eta sendagai porotsuak ematea

sistemak modu kontrolatuan askatu ditzakete botikak.

 

 

Ehunen ingeniaritzarako aldamio porotsua

Aeroespaziala:

Material arin baina sendoen beharra funtsezkoa da ingeniaritza aeroespazialean.

Metal porotsuak aztertzen ari dira hegazkinaren zati arinagoak sortzeko duten ahalmenagatik

indarra arriskuan jarri gabe.

Adibide batzuk besterik ez dira: material porotsuen aplikazioak askotarikoak dira eta

etengabe eboluzionatuz. Zientzialariek material berri eta berritzaileak garatzen jarraitzen duten heinean

kontrolatutako poro-egiturak, erabiltzeko aukerak zabaltzen jarraituko du, dudarik gabe!

Ondorioa

Blog honetan zehar aztertu dugun bezala, material porotsuak ez dira zientifikotik soilik liluragarriak

ikuspuntua, baina baita ikaragarri polifazetikoa eta ezinbestekoa industria-espektro zabal batean.

Zura eta hezurra bezalako material organikoen belaki naturaletatik hasi eta oso diseinatutako porositateraino

zeramika eta metaletan, material horiek zeregin kritikoa betetzen dute eguneroko produktuetan eta abangoardiako produktuetan

teknologiak berdin.

Jarrai dezagun material porotsuekin esploratzen eta berritzen, irtenbide berriak desblokeatzen eta

gure mundua eraldatzeko aukerak. Altzairu herdoilgaitzezko sinterizatuzko iragazkia poroso berezia, bada

Xehetasun gehiago jakin nahi baduzu, mesedez jarri harremanetan HENGKO posta elektronikoz

ka@hengko.comedo hurrengo forma bezala.