Vi har alla stött på dem tidigare:de små påsarna med små bollar som kommer packade tillsammans med nya skor eller elektriska varor. Bollarna är där för att absorbera fukt för att skydda föremålen från skador. "Dessa material fungerar som en svamp, "förklarar fysikern professor Rustem Valiullin från Leipzig universitet. Han och hans forskargrupp har hittat ett sätt att mer exakt bestämma egenskaperna hos dessa material, eftersom de bättre kan redogöra för den bakomliggande störningen. Deras artikel har utsetts till "ACS Editors 'Choice" av redaktörerna för American Chemical Society -tidskrifterna, som inser "betydelsen för det globala vetenskapliga samfundet" av Leipzig -forskarnas arbete och ser det som ett genombrott i den korrekta beskrivningen av fasövergångsfenomen i störda porösa material.

I mesoporösa material, poröppningarna är mycket mindre än i en vanlig svamp:deras diametrar sträcker sig från 2 till 50 nanometer och är osynliga för blotta ögat. Ändå, de har ett antal intressanta egenskaper, inklusive när det gäller separering av ämnen. Detta sker som en funktion av molekyl och porstorlek, till exempel.

Tills nu, vetenskapliga experiment har bara kunnat uppskatta de önskade egenskaperna hos dessa material. "Så det är mer att uppleva om du kan avgöra vilken av strukturerna som kan användas för vilka applikationer, "säger fysikern. Problemet är att dessa material mestadels är störda, vilket innebär att porer av olika storlekar i materialet bildar en komplex nätverksstruktur.

Forskare vid Leipzig universitet utvecklade en modell som bestämmer de funktioner som kan observeras i så komplexa pornätverk. Professor Valiullin beskriver tillvägagångssättet enligt följande:"Vi kan statistiskt beskriva hur de enskilda porerna i dessa nätverk är kopplade till varandra. Vi gifter oss med oordning med ordning." Detta gör det möjligt att bestämma de fysiska fenomen som måste förstås vid gas-vätska och fast-vätskefasövergångar, till exempel. Och inte bara i teorin:med hjälp av speciell mesoporös modellering, det var möjligt att med hjälp av moderna kärnmagnetiska resonansmetoder bevisa att de teoretiska resultaten också kan tillämpas direkt i praktiken.

Detta bör göra det lättare att använda sådant material i framtiden, till exempel för att hjälpa till att släppa ut läkemedel i människokroppen under en längre tid - exakt när det är nödvändigt och önskat. Andra potentiella tillämpningar för sådana material inkluderar sensorteknik eller energilagring och konvertering.