Welche Eigenschaften ein Aerogel hat, hängt vor allem von der Größe seiner Poren ab: So können Cellulose-Aerogele abhängig von der Porengröße entweder durchsichtig oder undurchsichtig sein. Auch die Wärmedämm-Eigenschaften von Aerogelen werden stark von der Porengröße beeinflusst. Aerogel-Forscher versuchen daher ständig, die für die Anwendung geeignetsten Poren zu erhalten. Meistens sind das die sogenannten „Mesoporen“, also Poren mittlerer Größe.
Warum ist eine mittlere Porengröße besonders nützlich? Sie ermöglicht einerseits einen guten Stofftransport von anderen Substanzen durch die Struktur des Aerogels (besser als durch kleine „Mikroporen“, die z.B. in Aktivkohle sind), und sie stellen andererseits eine große innere Oberfläche für die verschiedensten Anwendungen zur Verfügung (die größer ist als in Materialien mit großen “Makroporen”, wie z.B. Schwämmen).
Auch wenn die Poren schon mittelgroß sind, sind sie doch so winzig, dass wir sie mit bloßem Auge nicht erkennen können! Deswegen braucht man besondere Rasterelektronenmikroskope, um die Poren überhaupt zu sehen. Ihr Durchmesser reicht von 5 – 50 Nanometern, wobei ein Nanometer nur ein Millionstel Millimeter ist.
| Bezeichnung | Symbol | Umrechnung |
|---|---|---|
| Millimeter | mm | |
| Mikrometer | μm | 1 μm = 1/1.000 mm |
| Nanometer | nm | 1 nm = 1/1.000 μm = 1/ 1.000.000 mm |
Aufgabe:
Unten seht ihr Mikroskopie-Bilder von verschiedenen Aerogel-Poren. In jedem Bild findet ihr folgende Infos: 1. das Material 2. wie das Aerogel aussieht 3. eine Skala in Nanometern (nm).
Stell dir einmal vor, du bist Aerogel-Forscher und sollst die verschiedenen porösen Strukturen danach bewerten, ob es sich um eine Aerogel-Struktur mit günstigen Eigenschaften wie einer hohen spezifischen Oberfläche handelt. Ordne dazu die Bilder in der entsprechenden Reihenfolge an: Hierzu musst du bewerten, welches Aerogel nur aus kleinen Mesoporen (5-50 nm) und möglichst wenig größeren Poren und Lücken besteht: Je mehr feine Mesoporen vorhanden sind, umso besser.