詳細な細孔径分布の分析による材料の最適化
細孔径とは、材料内に無数にある空間の直径を示します。このような細孔の直径はナノメートルからマイクロメートルに至り、膜、触媒、吸着剤、セラミック、電池の構成部品といった材料のパフォーマンスに重要な存在です。
細孔径分布とは、材料内のさまざまな細孔径から充填される範囲と体積を示します。特定の径の範囲に分類される細孔の数を示す包括的なプロファイルを提供します。
細孔径と分布の両方が、現実世界への応用で材料の挙動に影響を与える重要なパラメータとなります。正確な測定と制御によって、より適切な材料設計と一貫したパフォーマンス、プロセスの改善による結果が実現します。
細孔径分布の測定には複数の技術が使用されます。多くの場合、技術を組み合わせることで細孔径の分布と材料の挙動の最も完全な全体像が分かります。
気体吸着では、異なる相対圧力で吸着される気体の量を測定し、Barrett-Joyner-Halenda (BJH)や密度汎関数理論(DFT)などのモデルを用いて細孔径分布を導き出します。
水銀圧入ポロシメトリでは、水銀が圧力下で細孔内に押し込まれます。Washburnの式を用いて各圧力での侵入体積に基づいた細孔の径を推測します。
キャピラリフローポロメトリは、貫通細孔の濡らす液体の置換に必要な圧力を測定し、フロー経路の最小値と最大値を区別します。
X線回折(XRD)、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)などの画像処理技術は、2Dまたは3Dで細孔構造の直接的な視覚化を行います。
液体-液体ポロメトリは、ある液体が細孔から別の液体を移動させるのに必要な圧力を測定します。
