Nanoporöses Material

Nanoporöse Materialien sind Feststoffe mit einem Porensystem im Nanometerbereich. Die Poren können offen oder geschlossen sein. Typische Porendurchmesser liegen unter 50 nm. Nanoporöse Materialien besitzen eine sehr große innere Oberfläche. Diese kann mehrere hundert Quadratmeter pro Gramm erreichen.

Die große spezifische Oberfläche führt zu hoher Adsorptionsfähigkeit und Reaktivität. Nanoporöse Materialien werden in Hochleistungsanwendungen der Chemie, Energietechnik, Elektrotechnik und Ingenieurkeramik eingesetzt. Typische Beispiele sind Katalysatoren, Adsorbentien, Elektrodenmaterialien und funktionale Verbundwerkstoffe.

Die Herstellung und Aufbereitung nanoporöser Materialien ist verfahrenstechnisch anspruchsvoll. Die Porenstruktur entsteht häufig aus nanoskaligen Primärpartikeln oder durch den Einsatz von Templates. Die Homogenität der Ausgangsmischung beeinflusst direkt die spätere Porenverteilung und Funktionalität.

Nanoporöse Pulver sind mechanisch empfindlich. Hohe Scher- oder Stoßbelastungen können zum Kollaps des Porensystems führen. Gleichzeitig ist eine kontrollierte Desagglomeration erforderlich, um eine gleichmäßige Verteilung sicherzustellen. Der Mischprozess muss daher sehr präzise geführt werden.

Viele nanoporöse Materialien liegen als sekundäre Agglomerate vor. Diese können die Zugänglichkeit der inneren Oberfläche einschränken. Ziel der mischtechnischen Aufbereitung ist eine schonende Öffnung der Agglomerate ohne Zerstörung der Porenstruktur.

Schonende Mischverfahren sind hierfür besonders geeignet. Das amixon®-Mischverfahren ermöglicht eine homogene Durchmischung bei geringer mechanischer Beanspruchung. Empfindliche Hohlpartikel und nanoporöse Strukturen können dadurch effektiv geschont werden.

Nanoporöse Materialien spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung moderner Hochleistungswerkstoffe. Ihre Eigenschaften werden nicht nur durch die chemische Zusammensetzung, sondern maßgeblich durch die mischtechnische Prozessführung bestimmt.