В подобных приложениях особую ценность

Триботехническое материаловедение и триботехнология - Денисова В. А.

границ между названными группами в область меньших R Однако само

разделение, его принципы и следствия остаются схожими. "Поверхностное" (во

всех смыслах этого слова) объяснение такой специфики состоит в том, что

свободная и доступная для взаимодействия с газами и жидкостями

поверхность может превышать таковую в сплошных твердых телах на порядки

2 »-» величин и быть больше 1000 м /г Это ведет к улучшению условий для

гетерофазных химических и каталитических реакций, увеличению

сорбционной емкости и т.п. Однако простое увеличение удельной поверхности

далеко не исчерпывает причин повышения подобной активности

нанопористых материалов. Большое относительное число атомов,

находящихся на поверхности и в приповерхностных слоях с высокой

кривизной, может радикально изменить свойства самого материала, как и

свойства атомов и молекул, адсорбированных порами из окружающей среды.

Важной характеристикой пористых тел также является проницаемость для газовых и жидких сред. При наноскопических поперечных размерах пор она может стать различной для молекул разных форм и размеров, т.е. нанопористые материалы могут использоваться в селективных молекулярных ситах и фильтрах (рисунок 6.16).

 

а - адсорбция; б - фильтрация, разделение смесей; в - катализ;

1 - маленькие малекулы; 2 - большие молекулы; К - наночастицы катализатора; А и В - исходные реагенты;

А+В - синтезируемый продукт Рисунок 6.16 - три основных вида взаимодействия нанопористых материалов с окружающей средой

Они применяются в противогазах, системах автономного жизнеобеспечения на подводных лодках и обитаемых космических станциях, могут использоваться в фильтрах для тонкой очистки воздуха и воды от загрязнений (в том числе от химических и бактериологических отрав­ляющих веществ). Для их эффективной работы важно превзойти перколяционный предел, за которым не связанные между собой поры и каналы начинают образовывать сквозные проходы для пропускания текучей среды. В подобных приложениях особую ценность приобретают материалы со сквозными каналами правильной геометрической формы и одинаковыми размерами, поскольку чем меньше разброс последних, тем лучше селективные свойства фильтра. Важными дополнительными характеристиками нанопористых материалов (как, впрочем, и других НМ) являются температурная и химическая стабильность, механическая прочность, стоимость, технологичность. С точки зрения основного материала или технологии, используемых в производстве нанопористых материалов, их можно разделить на керамические, металлические, полупроводниковые, полимерные и биологические.