Un material mesoporoso tiene aberturas dentro de su estructura que tienen entre 2 y 50 nanómetros (nm) de diámetro. En términos de porosidad, se encuentra entre el material microporoso, que tiene aberturas inferiores a 2 nm, y el material macroporoso, que tiene aberturas superiores a 50 nm. Uno de los principales materiales de esta clase es la sílice, y la mayoría de sus usos científicos se derivan del llenado de los poros con un material secundario. Dado que las aberturas son tan pequeñas, el material mesoporoso provocará respuestas diferentes dentro de los sistemas que el material secundario solo.
En la ciencia física, un poro es una medida de espacio vacío. Un objeto poroso tiene una gran cantidad de vacío en comparación con su tamaño, mientras que un objeto sólido o denso no. En la mayoría de los casos, la importancia de los poros dentro de un material mesoporoso se basa en la superficie y los poros accesibles. Los huecos completamente cerrados normalmente no son viables para su uso.
Meso es un prefijo que significa ‘medio’. En este caso, el material mesoporoso recibe su nombre del hecho de que tiene poros más grandes que la clase inferior pero más pequeños que la clase anterior. La razón por la que este tamaño en particular es importante es simplemente su naturaleza intermedia. De alguna manera, actúa como un material pequeño más grande y de otras formas actúa como un material pequeño y grande, lo que le permite hacer cosas que las otras clases no pueden.
Si bien la mayoría de los materiales mesoporosos están basados en sílice, también existen otros tipos. Varios metales o sus bases iniciales, como estaño, titanio o alúmina, son mesoporosos. Estos metales son a menudo de transición, lo que significa que están activos o tienen la posibilidad de convertirse en otra cosa. Como resultado, se utilizan en su lugar materiales de sílice mucho más estables y abundantes.
La mayoría de los usos de un material mesoporoso se derivan de dos factores. Primero, los poros son lo suficientemente pequeños como para formar una porción comparativamente pequeña de toda la sustancia. Por lo tanto, cuando un sistema interactúa con el material, generalmente responde como si fuera puro, incluso si hay sustancias secundarias que lo acompañan. En segundo lugar, el área de superficie relativa de la sustancia es mucho mayor de lo que indicaría su tamaño. Esto permite que grandes cantidades de material se muevan dentro del mismo tamaño físico en comparación con el material microporoso.
Los principales trabajos de un material mesoporoso común se dividen en dos categorías: transporte y filtración. Para trabajos de transporte, los poros del material se llenan con una sustancia secundaria y se liberan. Estos materiales interactuarán con su entorno ya que el material principal y el material secundario simplemente viajarán. Para la filtración, el proceso funciona a la inversa: el material puro se libera en un sistema donde los materiales secundarios ingresan a los poros. Esto crea un método simple para eliminar materiales específicos de una mezcla en reposo.