Un matériau mésoporeux a des ouvertures dans sa structure qui sont entre 2 et 50 nanomètres (nm) de diamètre. En terme de porosité, elle se situe entre le matériau microporeux, qui a des ouvertures inférieures à 2 nm, et le matériau macroporeux, qui a des ouvertures supérieures à 50 nm. L’un des principaux matériaux de cette classe est la silice, et la majorité de ses utilisations scientifiques découlent du remplissage des pores avec un matériau secondaire. Étant donné que les ouvertures sont si petites, le matériau mésoporeux provoquera des réponses différentes au sein des systèmes que le matériau secondaire seul.
En science physique, un pore est une mesure de l’espace vide. Un objet poreux contient une grande quantité de vide par rapport à sa taille, contrairement à un objet solide ou dense. Dans la plupart des cas, l’importance des pores dans un matériau mésoporeux est basée sur la surface et les pores accessibles. Tous les vides complètement fermés ne sont généralement pas viables pour une utilisation.
Meso est un préfixe qui signifie milieu. Dans ce cas, le matériau mésoporeux tire son nom du fait qu’il a des pores plus gros que la classe inférieure mais plus petits que la classe supérieure. La raison pour laquelle cette taille particulière est importante est simplement sa nature intermédiaire. D’une certaine manière, il agit comme un petit matériel plus gros et d’autres manières, il agit comme un petit gros matériel, lui permettant de faire des choses que les autres classes ne peuvent pas faire.
Bien que la majorité des matériaux mésoporeux soient à base de silice, il existe également plusieurs autres types. Plusieurs métaux ou leurs bases initiales, comme l’étain, le titane ou l’alumine, sont mésoporeux. Ces métaux sont souvent transitoires, ce qui signifie qu’ils sont activement, ou ont la possibilité, de se transformer en autre chose. En conséquence, les matériaux de silice beaucoup plus stables et abondants sont utilisés à la place.
La plupart des utilisations d’un matériau mésoporeux découlent de deux facteurs. Premièrement, les pores sont suffisamment petits pour constituer une portion relativement petite de la substance entière. Par conséquent, lorsqu’un système interagit avec le matériau, il réagit généralement comme s’il était pur, même s’il contient des substances secondaires. Deuxièmement, la surface relative de la substance est beaucoup plus grande que sa taille ne l’indique. Cela permet à de plus grandes quantités de matériau de se déplacer dans la même taille physique par rapport au matériau microporeux.
Les tâches principales d’un matériau mésoporeux courant se divisent en deux catégories : le transport et la filtration. Pour les travaux de transport, les pores du matériau sont remplis d’une substance secondaire et libérés. Ces matériaux interagiront avec leur environnement en tant que matériau principal et le matériau secondaire se déplacera simplement. Pour la filtration, le processus fonctionne en sens inverse : la matière pure est libérée dans un système où les matières secondaires pénètrent dans les pores. Cela crée une méthode simple pour éliminer des matériaux spécifiques d’un mélange sur pied.