Aqueous behaviour of characteristic molecules in the synthesis of porous silica materials : - an atomistic description

Sammanfattning: Kisel är ett vanligt förekommande grundämne som gärna bildar en oxid, nämligen kiseldioxid. Kiseldioxid träffar man i hög utsträckning på i det dagliga livet. Det är nämligen huvudbeståndsdelen i sand, glasvaror, kvarts, många keramiska material men också i den färgskiftande ädelstenen opal. Det finns också flera grupper av porösa kiseldioxidmaterial, till exempel så kallade zeoliter som har mycket små porer och så kallade mesoporösa material med något större porer. Zeoliter träffar man ofta på i tvättmedel där de fungerar som jonbytare och gör hårt vatten mjukt. Zeoliter används också som katalysatorer och absorptionsmaterial. Mesoporösa material kan användas för bland annat sortering av molekyler, eller som läkemedelsbärare då porstorleken och dess struktur kan påverka tiden för läkemedelsutsöndring. För att kunna anpassa dessa material efter det ständigt ökande kravet på nya applikationer, hade det varit önskvärt att kunna kartlägga bildandet av dessa ämnen. Hade vi haft total förståelse för hur dessa material bildas så hade vi kunnat, mycket enklare, designa materialen utifrån efterfrågan på deras egenskaper. Den här studien har syftat på att försöka förstå hur porösa kiseldioxid material byggs upp; hur de olika byggstenarna sätts samman och hur de påverkar varandra. Modelsystem är därför skapat för att likna materialens syntes, men som är förenklade och innehåller bara ett fåtal komponenter. Själva reaktionen går fort och i modellsystemen är det som om vi "stannat tiden" för att få en ögonblicksbild av synteslösningen. Modelleringen, av dessa system, ger oss många ögonblicksbilder vilket ger en översikt av var molekylerna finns i lösning. Med denna förståelse för molekylerna och deras beteende kan vi förhoppningsvis "styra" dears beteende och bli bättre på att designa materialen.