多孔材料，多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。典型的孔结构有： 一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构;由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料; 更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构， 通常称之为“泡沫”材料。如果构成孔洞的固体只存在于孔洞的边界(即孔洞之间是相通的)，则称为开孔;如果孔洞表面也是实心的，即每个孔洞与周围孔洞完全隔开， 则称为闭孔; 而有些孔洞则是半开孔半闭孔的。

介绍

具有一定数量孔洞的固体称为多孔材料，是一类孔洞相互连通或闭合形成网络结构，孔洞的边界或表面由柱状或平板组成的材料。典型的孔洞结构是大量多边形孔洞聚集在一个平面上形成的二维结构，称为& ldquo因为它的形状类似于蜂巢的六边形结构。手机& rdquo更常见的是空之间聚集大量多面体孔洞形成的三维结构，通常称为& ldquo泡泡& rdquo材料。有文献称孔隙率足够的多孔材料，孔隙率更大的泡沫材料。然而，从大量的国内外文献来看，泡沫材料的孔隙率并不大于众所周知的泡沫铝，例如其孔隙率往往低于泡沫铝。有些文献称之为一次多孔泡沫材料，也有人认为它曾被称为泡沫材料，因为它最早是用发泡法制备的。后来通过渗滤等制备方法发展起来，被称为透气材料。更恰当的名称应该是多孔泡沫材料，或简称泡沫材料。简而言之，没有统一的、严格的、公认的定义。大多数学者将多孔材料和泡沫材料视为等价概念。多孔材料在自然界中无处不在，如木材、软木、海绵和珊瑚(& ldquo纤维素& rdquo这个词来源于& ldquo的意思。千疮百孔& rdquo拉丁文小词& ldquocellula & rdquo)。

几千年来，这些天然多孔材料被人们广泛使用。很多年前的古埃及金字塔就使用木质建筑材料，罗马时代用软木做瓶塞。到了现代，人们开始自己制作多孔材料，最简单的就是由大量类似棱形孔洞组成的蜂窝材料，可以作为轻质构件。更常见的是，聚合物泡沫材料被广泛使用，从随处可见的咖啡杯到飞机座椅的减震垫。随着现代科技的发展，金属、陶瓷、玻璃等材料都可以像聚合物一样发泡。这些新型泡沫材料正逐渐被用作隔热、缓冲和吸能材料，从而发挥其由多孔结构决定的独特综合性能。

分类

表面孔径分类方法源于国际纯粹化学和应用化学组织。为了促进多孔材料的研究，推荐使用上述术语。根据孔径大小的不同，多孔材料可分为微孔(孔径小于2纳米)材料、介孔(孔径2-50纳米)材料和大孔(孔径大于50纳米)材料。

特点

与连续介质材料相比，多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积大、重量轻、隔音、隔热、透气性好等优点。具体来说，多孔材料一般具有以下六个特征:

力学性能:多孔材料的应用可以提高强度、刚度等力学性能，同时降低密度，因此在航天、航空、[/k0/]行业具有一定的优势。据估计，如果飞机改为多孔材料，在同等性能条件下，飞机重量将减少到原来的一半。多孔材料力学性能的另一个变化是冲击韧性的提高，应用于汽车工业可以有效降低交通事故对乘客的创造性伤害。

传播性能:当波传播到两种介质的界面时，会发生反射和折射。由于孔隙的存在，增加了反射和折射的可能性，也增加了衍射的可能性。因此，多孔材料可以起到阻波的作用。多孔材料具有这种性质，可用作隔音材料、减振材料和抗爆炸冲击材料。

光电性能:多孔材料具有独特的光学性能，微孔多孔硅材料在激光照射下能发出可见光，将是制造新型光电元件的理想材料。多孔材料特殊的光电性能还可以制作燃料电池的多孔电极，被认为是下一代汽车最有前途的能源器件。

渗透性:人们已经能够制造出孔洞规则、排列规则的多孔材料，孔洞的大小和方向可以控制。这种性质可用于制作分子筛，如高效气体分离膜、可重复使用的特种过滤装置等。

吸附:由于每种气体或液体分子的直径不同，运动自由度不同，孔径不同的多孔材料对不同气体或液体的吸附能力也不同。这种性质可用于制造用于空气体或水净化的高效气体或液体分离膜，其甚至可重复使用。

化学性质:随着多孔材料密度的降低，一般材料的活性会增加。基于具有分子识别功能的多孔材料的人工酶可以大大提高催化反应速度。

前景

在众多多孔材料中，具有制备角和无序孔隙的多孔材料制备简单，成本低廉，易于推广使用。例如泡沫金属。常见的方法有五种:(1)粉末冶金，可分为松散烧结和反应烧结；(2)渗流法；(3)喷雾沉积法；(4)熔融发泡法；(5)共晶定向凝固。可控多孔材料具有无序多孔材料所不具备的许多特性。随着新技术的发展，可控多孔材料的制备方法将会越来越成熟，这种方法必将成为未来多孔材料科学的发展趋势。