Ein poröses Medium ist eine Substanz, die Poren oder Zwischenräume zwischen Feststoffen enthält, durch die Flüssigkeit oder Gas strömen kann. Beispiele für natürlich vorkommende poröse Medien umfassen Sand, Erde und einige Gesteinsarten, wie Bims und Sandstein. Schwämme, Keramiken und retikulierter Schaum werden auch zur Verwendung als poröse Medien hergestellt. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Materialien in Wissenschaft, Industrie und Alltag sind vielfältig, obwohl sie vielleicht am häufigsten als Filter verwendet werden.
Physikalisch kann ein poröses Medium von anderen Materialien – einschließlich anderer poröser Medien – durch seine Porosität oder die Größe seiner Poren unterschieden werden. Materialien mit geringer Porosität sind weniger durchlässig und haben typischerweise kleinere Poren, was es für Gas oder Flüssigkeit schwieriger macht, sie zu passieren, während Materialien mit hoher Porosität große Poren haben und leicht permeiert werden. Porosität ist ein wichtiger Gesichtspunkt beim Filtern, da, wenn Partikel durch ein poröses Medium entfernt werden müssen, die Poren klein genug sein müssen, um sie effektiv einzufangen. Geologen berücksichtigen bei der Beobachtung von Öl- und Erdgaslagerstätten auch die Porosität des umgebenden Gesteins und Bodens. Erdgas, das in Steinen mit geringer Porosität eingeschlossen ist, wird als „tight gas“ bezeichnet und ist schwerer zugänglich als andere Reserven.
Die Porosität reicht von einem geringen Prozentsatz in dichtem Schiefer und Sandstein bis zu etwa 50 % in Sand und bis zu 70 % in Ton. Künstliche Materialien können sogar noch poröser sein. Retikulierter Schaum beispielsweise, ein poröses Medium, das in Klimaanlagenfiltern und Kosmetikapplikatoren verwendet wird, hat eine Porosität von bis zu 98%.
Eine der häufigsten Anwendungen poröser Medien in Wissenschaft und Industrie ist die Filtration. In Produktionsanlagen können diese Materialien verwendet werden, um Gase oder Flüssigkeiten entweder mechanisch zu filtern, indem Partikel eingeschlossen werden, oder chemisch, indem bestimmte Verbindungen selektiv entfernt werden. Der zu filtrierende Stoff wird durch das poröse Medium gesiebt und wird beim Durchgang durch die Poren des Materials gereinigt. Beispiele für industrielle Anwendungen dieses Verfahrens umfassen Wasseraufbereitung und Erdölraffination.
Poröse Medien werden auch häufig in Aquakultur- und Heimaquariensystemen verwendet. Aktivkohlefilter, die aus poröser Aktivkohle bestehen, werden in Aquarien verwendet, um unerwünschte organische Verbindungen und Metalle aus dem Wasser zu absorbieren. Aktivkohle ist ein Beispiel für eine chemische Filtration, aber auch eine mechanische Filtration ist eine mögliche Option. Im letzteren System filtert ein poröser Schwamm Partikel mechanisch heraus und schafft so eine sauberere Umgebung für die Organismen im Tank.