Wie man die Porosität von Nanofasern misst

Porosität von Nanofasern

Nanofasern besitzen eine Reihe einzigartiger Eigenschaften, die sie zu wichtigen Komponenten für Anwendungen wie Energiespeicherung, Filtration, Sensoren und Gewebezüchtung machen. Sie haben einen kleinen Durchmesser von 10 bis 100 Nanometern, eine große Oberfläche und Porosität und werden mit verschiedenen Techniken aus organischen und anorganischen Polymeren hergestellt. Nanofasern haben erhebliche Auswirkungen auf zahlreiche Branchen, aber ihre einzigartigen Eigenschaften werden häufig durch ihre Porosität beeinflusst, was sie zu einem wichtigen zu messenden Aspekt macht. In diesem Blogbeitrag erläutern wir daher, welche Methoden zur Messung der Porosität von Nanofasern verwendet werden und welche Vorteile dies mit sich bringt.

Messung der Porosität von Nanofasern

Die Messung der Porosität von Nanofasern war bisher mit vielen Herausforderungen verbunden, wie z. B. der eingeschränkten Kontrolle über die Testparameter und der Verwendung ungeeigneter Lösungsmittel, die sich negativ auf die Proben auswirken. Es handelt sich jedoch um einen entscheidenden Prozess, da die Messung und Anpassung der Porosität erforderlich ist, um optimale Nanofasereigenschaften für bestimmte Anwendungen wie Hochleistungsfilter, Arzneimittelherstellung usw. zu erzielen1. Um die bisherigen Nachteile zu überwinden, wurden verschiedene Testmethoden entwickelt, die eine effektive Messung der Porosität von Nanofasern ermöglichen, wie z. B. Gasausdehnung, Flüssigkeitsverdrängung und Bildanalyse.

Gasausdehnung

Die Gasexpansionsmethode basiert auf dem Boyle-Marriote-Gasgesetz und kann zur schnellen und effektiven Messung der Porosität von Nanofasern verwendet werden. Bei diesem Verfahren wird eine Probe in eine Kammer gelegt, dann wird Gas in die Kammer eingelassen, das die Poren der Nanofasern füllt. Die Ergebnisse werden durch Messung des in die Kammer eintretenden Gasvolumens sowie der Ausdehnung und des damit einhergehenden Druckabfalls ermittelt.2 Diese Methode eignet sich für die Analyse poröser Materialien aller Formen und Größen und wird in vielen Labors zur Messung der Porosität eingesetzt.

Flüssigkeitsverdrängung

Flüssigkeitsverdrängung ist eine weitere beliebte Methode zur Messung der Porosität von Materialien. Bei dieser Technik wird eine Probe, z. B. Nanofasern, in eine Flüssigkeit getaucht und das Flüssigkeitsvolumen gemessen, das von der Probe verdrängt wird. Die Porosität der Nanofasern oder anderer Materialien wird durch Messung der Differenz zwischen dem Volumen der Probe und dem Volumen der verdrängten Flüssigkeit bestimmt.3 Dies ist eine weitere einfache Methode, die keine Expertenausbildung erfordert, aber das Risiko birgt, dass die Probe während des Eintauchvorgangs beschädigt wird.

Bildanalyse

Die Bildanalyse entwickelt sich immer mehr zu einer beliebten Methode zur Bestimmung der Porosität von Materialien. Dabei werden mit einem Mikroskop oder einem anderen bildgebenden Instrument Bilder von den Nanofasern aufgenommen, die dann analysiert werden können. Die aufgenommenen Bilder ermöglichen es den Wissenschaftlern, die Porengröße, -form und -verteilung zu bestimmen, woraus sich die Gesamtporosität berechnen lässt. Die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) ist eine zerstörungsfreie Technik, die zur Messung der Porosität einer Reihe von Materialien, einschließlich Nanofasern, eingesetzt wird.

MIPAR und Porositätsmessung

MIPAR ist ein weltweit führendes Unternehmen für Bildanalysesoftware, das sich auf die genaue und zuverlässige Ermittlung von Messwerten aus komplexen Bildern spezialisiert hat. Unsere Produkte unterstützen Forscher und Wissenschaftler in einer Vielzahl von Branchen, von der Luft- und Raumfahrt bis zu den Biowissenschaften, und kommen Kunden auf der ganzen Welt zugute.

Wie bereits erwähnt, ist die Bildanalyse eine vorteilhafte Methode zur Messung der Porosität. Für Anwendungen, die eine Messung der Porosität und Dicke von Nanofasern erfordern, bietet MIPAR eine erstklassige Bildanalysesoftware, die von Branchenexperten entwickelt wurde. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über die Messung der Porosität von Nanofasern zu erfahren.

Referenzen und weiterführende Literatur

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921510717300016

2. https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/155892501300800408

3. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0376738897000173