Poreuze polymeren zijn een klasse materialen met een groot oppervlak en een hoge porositeit. Dit maakt ze ideaal voor gasopslag en -scheiding, katalyse en andere toepassingen. Poreuze polymeren kunnen echter onstabiel zijn onder hoge druk, wat hun gebruik in sommige toepassingen beperkt.

Stabiliteit bij hoge druk

De stabiliteit van poreuze polymeren bij hoge druk wordt beïnvloed door een aantal factoren, waaronder de polymeerstructuur, het type gas of vloeistof dat wordt opgeslagen of gescheiden, en de temperatuur- en drukomstandigheden.

De polymeerstructuur is belangrijk omdat deze de mechanische eigenschappen van het materiaal beïnvloedt. Polymeren met een stijve structuur zijn waarschijnlijk stabieler bij hoge druk dan polymeren met een flexibele structuur. Het type gas of vloeistof dat wordt opgeslagen of gescheiden is ook belangrijk omdat sommige gassen en vloeistoffen met het polymeer kunnen reageren en ervoor kunnen zorgen dat het wordt afgebroken. Ten slotte kunnen de temperatuur- en drukomstandigheden de stabiliteit van poreuze polymeren beïnvloeden. Hogere temperaturen en drukken kunnen leiden tot een verhoogde afbraak van het polymeer.

Opmerkelijke stabiliteit bij hoge druk

Ondanks deze uitdagingen hebben sommige poreuze polymeren opmerkelijke stabiliteit bij hoge druk getoond. Uit een onderzoek van onderzoekers van de University of California, Berkeley bleek bijvoorbeeld dat een poreus polymeer, PIM-1 genaamd, stabiel was bij drukken tot 10.000 atm. Dit komt overeen met de druk op de bodem van de Marianentrog, het diepste punt in de oceaan.

De opmerkelijke stabiliteit van PIM-1 is te danken aan zijn unieke structuur. PIM-1 is een ladderpolymeer, wat betekent dat het een zich herhalende structuur heeft van afwisselende benzeenringen en stikstofatomen. Deze structuur geeft PIM-1 een hoge mate van stijfheid, waardoor het bestand is tegen compressie. Daarnaast is PIM-1 bestand tegen chemische afbraak, waardoor het ideaal is voor het opslaan en scheiden van gassen en vloeistoffen.

Toepassingen van poreuze polymeren onder hoge druk

De opmerkelijke stabiliteit van sommige poreuze polymeren bij hoge druk maakt ze ideaal voor een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder:

* Gasopslag en -scheiding

* Katalyse

* Energieopslag

* Waterbehandeling

Poreuze polymeren zijn een veelbelovende nieuwe klasse materialen met een breed scala aan potentiële toepassingen. De ontwikkeling van poreuze polymeren die stabiel zijn bij hoge druk zal het gebruik van deze materialen in extremere omgevingen mogelijk maken, zoals diepzee-olie- en gasexploratie, en in de lucht- en ruimtevaartindustrie.