ส่วนสำคัญที่สุดของงานวิจัย
คือ "วิธีการทำการทดลอง"
ซึ่งหมายความรวมถึง
การออกแบบอุปกรณ์การทดลอง
ขั้นตอนต่าง ๆ ในการทำการทดลอง
การเก็บตัวอย่าง
และการวิเคราะห์ตัวอย่าง
เพราะถ้าวิธีการทดลองมันมีปัญหา
มันไม่น่าเชื่อถือ
ผลการทดลองมันก็ไม่มีค่าควรต่อการพิจารณา
ซึ่งส่งผลต่อไปยังการวิเคราะห์ผลด้วยที่ไม่มีค่าควรจะนำมาพิจารณา
แต่น่าแปลกที่ปัจจุบันมักจะนิยมไปที่ภาพการบรรยายผลที่ได้มานั้นว่ามันดูสวยหรูมากน้อยเพียงใด
เอาเป็นว่าถ้าสามารถทำให้ผู้รับฟังนั้นสามารถเคลิบเคลิ้มตามคำบรรยายไปได้โดยไม่มีสติพิจารณาว่าสิ่งที่เขาบรรยายอยู่นั้นมันสมเหตุสมผลหรือไม่
ก็สามารถได้หน้าได้ตาได้รางวัลไป
ผมบอกกับนิสิตที่ผมสอนอยู่เป็นประจำว่า
"นำเสนออย่างไรให้ดูดี"
ผมสอนไม่เป็นหรอก
แต่ถ้าอยากรู้ว่า
"ฟังอย่างไรไม่ให้ถูกหลอก"
ผมพอจะให้คำแนะนำได้
อย่างเรื่องที่จะนำมาเล่าให้ฟังในวันนี้
รูปที่
๑ บทความนี้วัดความสามารถของวัสดุรูพรุนในการดูดซับแก๊สมีเทน
โดยก่อนทำการทดลองนั้นจะมีการกำจัดแก๊สที่ค้างอยู่ในรูพรุนออกก่อนด้วยการทำสุญญากาศและใช้ความร้อนช่วยที่อุณหภูมิ
150ºC
วิธีการเก็บแก๊สเพื่อใช้งานนั้น
(ที่ไม่ใช่ในระดับโรงงานอุตสาหกรรมนั้น)
มีด้วยกันหลากหลายวิธี
ขึ้นกับปริมาณที่ต้องการใช้
วิธีการใช้ และตัวผู้ใช้
แก๊สที่มีอุณหภูมิวิกฤต
(critical
temperature) สูงกว่าอุณหภูมิห้อง
ก็สามารถใช้ความดันช่วยเพื่อทำให้แก๊สดังกล่าวเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง
(เช่นพวกแก๊สหุงต้มต่าง
ๆ)
แก๊สที่มีอุณหภูมิวิกฤตสูงกว่าอุณหภูมิห้องจะไม่สามารถใช้ความดันทำให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องได้
(เช่นพวกอากาศ
ไนโตรเจน ออกซิเจน)
ถ้าใช้ในปริมาณไม่มากก็จะเก็บในรูปแบบของถังความดันสูง
(ประมาณ
120
บาร์)
แต่ถ้าใช้มากขึ้นก็สามารถใช้การเก็บในรูปแบบของเหลวเย็นจัด
(cryogenic)
ตัวอย่างของการเก็บในรูปของของเหลวเย็นจัดที่เห็นกันได้ง่ายได้แก่ถังออกซิเจนเหลวที่มีการติดตั้งตามโรงพยาบาลขนาดใหญ่ต่าง
ๆ (ระเหยออกซิเจนจากถังแล้วส่งไปตามท่อไปยังห้องต่าง
ๆ)
หรือถังเก็บไนโตรเจนเหลวในอุตสาหกรรมที่ต้องการใช้ความเย็นจัด
(เช่นในอุตสาหกรรมทำอาหารแช่แข็ง)
ปัญหาหนึ่งของการนำเอาไฮโดรเจนและมีเทนมาใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ก็คือ
ด้วยอัตราความต้องการเชื้อเพลิงที่สูง
ทำให้รถยนต์นั้นต้องบรรทุกเชื้อเพลิงในปริมาณที่มากพออย่างน้อยก็สำหรับการใช้งานในแต่ละวัน
"ระยะเวลาใช้งาน"
โดยเฉพาะการใฃ้งานในเมืองต้องคิดรวมทั้งเวลาที่รถมีการเคลื่อนที่และรถติดด้วย
จะคิดแต่ว่ารถวิ่งโดยไม่มีติดขัดไม่ได้
แต่ด้วยแก๊สทั้งสองชนิดมีค่าอุณหภูมิวิกฤตสูงกว่าอุณหภูมิห้อง
ทำให้ต้องเก็บแก๊สทั้งสองในรูปถังความดันสูง
ตัวระบบเก็บแก๊สจึงมีน้ำหนักมาก
(เพื่อให้รับความดันได้สูง
อย่างเช่นกรณีของแก๊สมีเทนที่ใช้กับรถยนต์นั้นจะใช้ถังความดันที่
200
บาร์)
และด้วยพื้นที่ในการติดตั้งอุปกรณ์เก็บแก๊สที่มีขนาดจำกัด
จึงทำให้บรรทุกเชื้อเพลิงได้จำกัด
ด้วยเหตุนี้จึงมีการนำเสนอแนวทางการใช้วัสดุของแข็งที่มีรูพรุนสูงมาช่วยในการดูดซับแก๊สเอาไว้
เพื่อที่จะเก็บแก๊สได้ที่ความดันที่ต่ำลง
การใช้วัสดุของแข็งมีรูพรุนเพื่อการดูดซับโมเลกุลสารนั้นมีการใช้งานกันมานานแล้วในงานกำจัดสิ่งปนเปื้อนและการแยกสาร
ตัวอย่างงานกำจัดสิ่งปนเปื้อนเช่น
การกำจัดความชื้นออกจากแก๊ส
การกำจัดไอน้ำมันออกจากอากาศ
ตัวอย่างงานการแยกได้แก่ระบบ
pressure
swing adsorption
ที่ใช้ความดันที่สูงในการทำให้พื้นผิวดูดซับสารหนึ่งเอาไว้ได้มากกว่าอีกสารหนึ่ง
และใช้ความดันที่ต่ำในการปลดปล่อยสารที่ถูกพื้นผิวดูดซับเอาไว้นั้นออกมา
แต่งานทั้งสองก็มีความแตกต่างกันอยู่ตรงที่ความแข็งแรงของการดูดซับ
โดยในงานกำจัดสิ่งปนเปื้อนนั้นมักต้องการการดูดซับที่แข็งแรงเพื่อไม่ให้สิ่งปนเปื้อนนั้นหลุดออกไป
ผลที่ตามมาก็คือพอสารดูดซับดูดซับสิ่งปนเปื้อนจนอิ่มตัว
จะยากที่จะไล่โมเลกุลที่ถูกดูดซับนั้นออกไปจากพื้นผิว
เช่นต้องใช้อุณหภูมิที่สูง
ทำให้บางครั้งต้องทิ้งสารดูดซับนั้นไปหลังจากที่มันได้ดูดซับจนอิ่มตัวแล้ว
โดยไม่สามารถนำกลับมาใช้งานใหม่ได้
ส่วนงานแยกสารนั้นสารดูดซับจะต้องไม่จับโมเลกุลที่ถูกดูดซับนั้นไว้แน่นเกินไป
เพราะจะทำให้แยกเอาโมเลกุลที่ถูกดูดซับเอาไว้นั้นออกมาไม่ได้
แต่ในขณะเดียวกันก็ต้องมีสามารถที่แตกต่างกันมากเพียงพอในการดูดซับโมเลกุลต่างชนิดกัน
ไม่เช่นนั้นก็จะไม่สามารถทำหน้าที่แยกสารได้
นอกจากนี้ในระดับโรงงานนั้นเวลาก็ไม่ใช่ปัจจัยหลักเสมอไปในการดึงเอาโมเลกุลออกจากพื้นผิวสารดูดซับ
และยังอาจใช้การลดความดันร่วมกับการให้ความร้อนเพื่อเร่งการไล่โมเลกุลที่ถูกดูดซับเอาไว้ออกจากพื้นผิวได้ด้วย
ในกรณีของการใช้สารดูดซับเพื่อกักเก็บแก๊สเชื้อเพลิง
เช่นไฮโดรเจนและมีเทน
(ที่ไม่สามารถทำให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องด้วยการใช้ความดันเพียงอย่างเดียว)
มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาที่แตกต่างไปจากงานที่กล่าวมาข้างต้น
เช่น
-
ความแข็งแรงของการดูดซับนั้นจะต้องไม่น้อยเกินไป
ไม่เช่นนั้นมันจะไม่ช่วยอะไรมากนักในการกักเก็บ
-
ในทางตรงกันข้าม
ความแข็งแรงของการดูดซับจะต้องไม่มากเกินไป
ไม่เช่นนั้นจะไม่สามารถดึงเอาโมเลกุลที่ถูกดูดซับเอาไว้นั้นออกมาใช้งานได้ด้วยการลดความดันเพียงอย่างเดียว
-
น้ำหนักของสารดูดซับจะต้องไม่มากเกินไป
เมื่อเทียบกับน้ำหนักภาชนะบรรจุแก๊สที่สามารถลดลงได้เนื่องจากการใช้ความดันเก็บกักที่ลดลง
กล่าวคือ "น้ำหนักถังความดันต่ำที่บาง
+
น้ำหนักสารดูดซับ"
ไม่ควรจะเท่ากับหรือมากกว่า
"น้ำหนักถังความดันสูงที่หนากว่า"
รูปที่
๒
บทความนี้วัดความสามารถของวัสดุรูพรุนในการดูดซับแก๊สมีเทนเช่นกัน
แต่ข้อมูลที่นำมาเป็นขั้นตอนการวัดพื้นที่ผิวซึ่งต้องทำการกำจัดแก๊สต่าง
ๆ ออกจากรูพรุนให้หมดก่อนจะทำการดูดซับแก๊สไนโตรเจน
โดยการกำจัดแก๊สใช้การให้ความร้อนแก่ต้วอย่างที่อุณหภูมิ
400ºC
นาน
4
ชั่วโมง
จนกระทั่งความดันในระบบนั้นต่ำกว่า
1
Pa (ความดันบรรยากาศอยู่ที่ประมาณ
100,000
Pa)
เมื่อราว
ๆ
ต้นเดือนมิถุนายนผมได้รับคำถามเพื่อขอความเห็นเกี่ยวกับการวัดความสามารถของสารดูดซับชนิดหนึ่ง
(ที่มีพื้นที่ผิวในระดับสูงเกินกว่า
1000
m2/g) เพื่อใช้ในการดูดซับแก๊สมีเทน
(methane
CH4) และดูเหมือนความเห็นของผมจะก่อปัญหาตามมาให้กับคนถาม
เพราะผมไปบอกว่าผมสงสัยว่าการทดลองเบื้องต้นที่เขาเอาผลมาใช้ต่อยอดงานในช่วงต่อมานั้นน่าจะมีปัญหาตรงเรื่องวิธีการทดลอง
พร้อมทั้งชี้แจงไปว่าตรงจุดไหน
จึงได้ให้คำแนะนำไปว่าน่าจะไปทำการทดลองเบื้องต้นใหม่ก่อนที่จะทำอะไรต่อไป
หลังจากที่ได้ให้ความเห็นกลับไปก็มีความเห็นแย้งส่งกลับมา
ผมก็เลยชิ้แจงเพิ่มเติมว่าทำไปผมจึงคิดว่าการทดลองเบื้องต้นนั้นมีปัญหา
โดยได้เขียนไว้เป็นข้อ ๆ
ไป
ซึ่งตรงจุดนี้เห็นว่าน่าจะมีประโยชน์กับผู้ที่ต้องทำงานกับนักวิจัย
ก็เลยขอนำมาบันทึกโดยเรียบเรียงเขียนใหม่
ณ ที่นี้
ประเด็นหลักที่เป็นข้อถกเถียงคือการศึกษาเบื้องต้นที่วัดการดูดซับแก๊ส
CH4
ด้วยการบรรจุตัวดูดซับลงในคอลัมน์
จากนั้นให้ความร้อนที่
"อุณหภูมิ
100ºC"
ในบรรยากาศที่มีแก๊ส
He
ไหลผ่านด้วยอัตรา
45
ml/min "เป็นเวลา
2
ชั่วโมง"
เพื่อไล่
"ความชื้น"
ก่อนที่จะเริ่มทดลองวัดการดูดซับแก๊ส
CH4
นั้น
วิธีการทดลองดังกล่าวมีความเหมาะสมหรือไม่
เพราะในส่วนของตัวผมเองนั้นมีความเห็นว่าการทดลองดังกล่าวน่าจะมีปัญหา
และถ้าไม่ตรวจสอบยืนยันความถูกต้อง
การนำผลการศึกษาเบื้องต้นดังกล่าวไปใช้งานต่อไปก็จะทำให้เกิดปัญหาตามมาอีก
แต่ก่อนอื่นทางผมเห็นว่าทางผมเองและทางผู้สอบถามความคิดเห็นต้องมีความเข้าใจที่ตรงกันในบางประเด็นก่อน
โดยผมได้ไล่เป็นข้อ ๆ ไปดังนี้
๑.
ในการวัดความสามารถของพื้นผิวของแข็งในการดูดซับโมเลกุลแก๊สชนิดหนึ่งเอาไว้
(สมมุติว่าเป็นแก๊ส
A)
เราจำเป็นต้องกำจัดการรบกวนจากการดูดซับของแก๊สชนิดอื่น
ซึ่งอาจทำได้โดย
๑.๑
กำจัดโมเลกุลแก๊สทุกชนิดออกจากพื้นผิวก่อน
ด้วยการทำสุญญากาศ
(โดยอาจมีความร้อนช่วย)
จากนั้นจึงค่อยเติมแก๊ส
A
เข้าสู่ระบบ
และวัดปริมาณแก๊ส A
ที่พื้นผิวดูดซับเอาไว้ได้
หรือ
๑.๒
กำจัดโมเลกุลแก๊สทุกชนิดออกจากพื้นผิวก่อน
ด้วยการใช้แก๊ส B
เข้าไปไล่
(โดยอาจมีความร้อนช่วย
และโดยปรกติมักจะกระทำที่ความดันบรรยากาศ)
จากนั้นจึงค่อยเติมแก๊ส
A
เข้าสู่ระบบ
และวัดปริมาณแก๊ส A
ที่พื้นผิวดูดซับเอาไว้ได้
วิธีการนี้จะใช้ได้ก็ต่อเมื่อพื้นผิวนั้นดูดซับแก๊ส
A
ได้ดีกว่าแก๊ส
B
มาก
๒.
ตัวอย่างของการวัดในข้อ
๑.๑
คือการวัดพื้นที่ผิว BET
ที่มีการวัด
adsorption-desorption
isotherm ส่วนตัวอย่างของการวัดในข้อ
๑.๒
คือการวัดพื้นที่ผิวแบบ
Single
point BET ที่แก๊ส
B
คือ
He
และแก๊ส
A
คือ
N2
โดยทั้งสองวิธีก็ต่างกระทำที่อุณหภูมิจุดเดือดของแก๊ส
N2
(-196ºC)
๓.
วิธีการตามข้อ
๑.๒
นั้น (การใช้แก๊ส
B
เข้าไปไล่แก๊สชนิดอื่นออกจากพื้นผิวให้หมด
จากนั้นจึงทำการดูดซับแก๊ส
A
ในบรรยากาศของแก๊ส
B)
ใช้ได้ดีกับตัวอย่างที่มีรูพรุนอยู่ในช่วง
meso
pore เป็นหลัก
กล่าวคือจะให้ค่าที่ถูกต้องสูงถ้าพื้นที่ผิวอยู่ในช่วงประมาณ
0.1-200
m2/g (คู่มือเครื่องวัดก็ระบุเอาไว้ชัดเจน)
เหตุผลก็คือตัวอย่างของแข็งที่มีพื้นที่ผิวสูงเกินกว่า
200
m2/g มักจะมี
micro
pore ในปริมาณที่มีนัยสำคัญ
ทำให้การแทนที่ "แก๊สชนิดอื่น"
ที่อยู่ใน
micro
pore จนหมดด้วยแก๊ส
He
นั้นทำได้ยาก
เพราะมีปัญหาเรื่อง counter
diffusion
จากประสบการณ์ของผมเอง
ตัวอย่างที่มีพื้นที่ผิวประมาณ
100
m2/g (ที่ไม่ค่อยจะดูดซับความชื้น)
เมื่อใช้อุณหภูมิ
200ºC
(โดยไม่มีการใช้สุญญากาศช่วย)
ยังต้องใช้เวลาไม่น้อยกว่า
4
ชั่วโมงในการไล่
"แก๊สชนิดอื่น"
ออกจาก
meso
pore จนหมด
เพื่อให้ได้ผลการวัดปริมาณการดูดซับ
N2
ที่ถูกต้อง
(การวัดพื้นที่ผิวแบบ
Single
point BET)
๔.
"แก๊สชนิดอื่น"
นั้นไม่ได้จำกัดแค่ไอน้ำ
แต่ยังครอบคลุมไปถึง N2
และ
O2
ในอากาศด้วย
แต่เป็นที่น่าแปลกตรงที่นักวิจัยจำนวนไม่น้อยมักจะยึดติดอยู่เพียงแค่ต้องไล่น้ำออกจากพื้นผิว
จริงอยู่ที่ว่า
"การอบที่อุณหภูมิสูงพอ
ภายใต้สภาวะสุญญากาศเป็นเวลานานพอ"
สามารถกำจัดแก๊สต่าง
ๆ ออกจากรูพรุนระดับ micro
pore ได้
แต่เมื่อใดก็ตามที่ตัวอย่างนั้นสัมผัสกับอากาศ
อากาศก็จะกลับเข้าไปอยู่ในรูพรุนใหม่
๕.
คำถาม
ณ ขณะนี้ก็คือ
หลังจากทำการอบตัวอย่างที่อุณหภูมิ
200ºC
ในสุญญากาศเป็นเวลา
12
ชั่วโมง
ก่อนที่จะนำตัวอย่างไปเก็บในตู้ดูดความฃื้นนั้น
(งานวิจัยที่เขาถามความเห็นผมมา
เขามีขั้นตอนการทำงานช่วงนี้อยู่)
ช่วงเวลาการย้ายตัวอย่างจากตู้อบไปยังตู้เก็บความชื้นนั้น
ตัวอย่างมีการสัมผัสกับอากาศหรือไม่
ถ้าหากตัวอย่างมีการสัมผัสกับอากาศ
รูพรุนของตัวอย่างก็จะถูกเติมเต็มไปด้วยอากาศ
(N2
+ O2) ทันทีที่ตัวอย่างสัมผัสกับอากาศ
(ไม่ว่าจะเป็นในขั้นตอนขนย้ายไปบรรจุลงเบดหรือนำไปใส่ในตู้ดูดความฃื้นก็ตาม)
๖.
จากข้อ
๕.
ซึ่งถ้าตัวอย่างมีการสัมผัสกับอากาศก่อนการวัดการดูดซับ
CH4
ก่อนเริ่มการทดลองวัดการดูดซับ
CH4
ก็จำเป็นต้องทำการไล่อากาศ
(N2
+ O2) ออกจากรูพรุนของตัวอย่างใหม่
(ไม่ใช่มองเพียงแค่น้ำ)
๗.
คำถามที่ว่าการใช้อุณหภูมิ
100ºC
ในบรรยากาศที่มีแก๊ส
He
ไหลผ่านเป็นเวลา
2
ชั่วโมงนั้น
เพียงพอต่อการไล่อากาศ (N2
+ O2) ออกจากรูพรุนของตัวอย่างและแทนที่แก๊สในรูพรุนนั้นด้วย
He
ได้สมบูรณ์หรือไม่นั้น
ตอบได้ไม่ยาก
โดยสามารถไปตรวจสอบได้จากอุณหภูมิและเวลาที่ต้องใช้ในการกำจัดเอาแก๊สทุกชนิดออกจากรูพรุนของตัวอย่าง
(ที่มีการใช้สุญญากาศช่วยด้วย
ก่อนที่จะทำการวัดพื้นที่ผิว
BET
ด้วยการให้ตัวอย่างดูดซับแก๊ส
N2
นั้น)
ใช้เวลาในการกำจัดแก๊สนานเท่าใด
๘.
จากข้อ
๗.
ถ้าขั้นตอนการกำจัดแก๊สดังกล่าวใช้อุณหภูมิใกล้เคียงกับ
100ºC
และใช้เวลา
"ต่ำกว่า
2
ชั่วโมงมาก"
ก็จะยืนยันว่าการใช้อุณหภูมิ
100ºC
ในบรรยากาศที่มีแก๊ส
He
ไหลผ่านเป็นเวลา
2
ชั่วโมงนั้น
เพียงพอต่อการไล่แก๊สทุกชนิดที่ไม่ใช่
He
ออกจากรูพรุนทั้งหมดของตัวอย่าง
สิ่งต่าง ๆ
ที่ผมคำถามเอาไว้ก็จะเป็นอันตกไป
๙.
แต่จากประสบการณ์ของผมเองนั้น
(จากการส่งตัวอย่างไปวิเคราะห์พื้นที่ผิวและวัด
adsorption/desorption
isotherm) สำหรับตัวอย่างที่มีพื้นที่ผิวในระดับ
500-1000
m2/g แม้ว่าจะใช้อุณหภูมิระดับ
200ºC
และมีการใช้สุญญากาศช่วย
ก็ยังต้องใช้เวลาไม่ต่ำกว่า
10
ชั่วโมง
ในการกำจัดแก๊สทุกชนิดออกจาก
micro
pore ได้หมด
๑๐.
และที่กล่าวมาทั้งหมดข้างต้นคือเหตุผลที่ว่าทำไมผมจึงตั้งข้อสงสัยว่าการใช้อุณหภูมิ
100ºC
ในบรรยากาศที่มีแก๊ส
He
ไหลผ่านเป็นเวลาเพียงแค่
2
ชั่วโมง
จึงไม่สามารถแทนที่อากาศ
(N2
+ O2) ที่อยู่ใน
micro
pore ของตัวอย่างได้
สิ่งที่เกิดขึ้นในการทดลองเบื้องต้นคือการแทนที่อากาศ
(N2
+ O2) ที่อยู่ใน
meso
pore ด้วย
He
ได้ส่วนหนึ่งเท่านั้น
ดังนั้นผลการดูดซับที่เห็นในการทำการทดลองเบื้องต้น
จึงเป็นผลการดูดซับที่เกิดขึ้นที่
meso
pore เป็นหลักเท่านั้น
๑๑.
การวัดพื้นที่ผิว
BET
ที่ส่วนใหญ่ปฏิบัติกันนั้น
วัดปริมาณแก๊ส N2
ที่ตัวอย่างดูดซับเอาไว้ได้ที่อุณหภูมิ
"จุดเดือด"
ของแก๊ส
N2
(ก็ประมาณ
-196ºC)
ณ
อุณหภูมิจุดเดือดนี้ N2
สามารถควบแน่นเป็นของเหลวได้ในรูพรุนขนาดเล็ก
และมีการดูดซับเรียงซ้อนกันมากกว่า
1
ชั้นบนพื้นผิวได้
(multi-layer
adsorption) ด้วยเหตุนี้เราจึงสามารถคำนวณ
"ปริมาตร"
ของรูพรุนได้
๑๒.
แต่การวัดการดูดซับ
CH4
ในบรรยากาศ
He
นั้น
กระทำที่ความดันต่ำและอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิจุดวิกฤตของ
CH4
มาก
ในสภาวะเช่นนี้การดูดซับจะเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุล
CH4
(ที่สัมผัสกับพื้นผิว)
กับพื้นผิวเท่านั้น
ไม่ควรมีการดูดซับที่เกิดจากโมเลกุล
CH4
เรียงซ้อนไปบนโมเลกุลที่ถูกดูดซับเอาไว้ก่อนหน้า
หรือกล่าวคือไม่ควรมีการเกิดการดูดซับแบบ
multi-layer
แต่ควรเป็นชนิด
mono-layer
มากกว่า
และเมื่อการดูดซับเป็นชนิด
mono-layer
พารามิเตอร์ที่มีบทบาทสำคัญในการกำหนดปริมาณแก๊สที่พื้นผิวจะดูดซับเอาไว้ได้จะเป็น
"พื้นที่ผิว"
ของรูพรุน
ไม่ใช่ปริมาตรของรูพรุน
(ปริมาตรรูพรุนจะมีบทบาทสำคัญในกรณีที่มีการควบแน่นเป็นของเหลวเกิดขึ้นในรูพรุน)
๑๓.
แต่ทั้งนี้
"พื้นที่ผิว"
ที่มีบทบาทสำคัญ
ควรเป็นพื้นที่ผิวที่สามารถดูดซับและคายซับ
CH4
ได้อย่างรวดเร็ว
ซึ่งก็เป็นพื้นที่ผิวในส่วนของ
meso
pore (เพราะการคายซับแก๊สจาก
micro
pore นั้นทำได้ยากกว่ามาก
ซึ่งก็คงจะทราบอยู่แล้วจากเวลาที่ต้องใช้ในการไล่แก๊สออกจากรูพรุนก่อนวัดพื้นทื่ผิว
BET)
วัสดุที่มีพื้นที่ผิวสูงในระดับตั้งแต่
1000
m2/g ขึ้นไปนั้นที่เคยพบเห็นมีอยู่สองแบบ
แบบแรกคือพื้นที่ผิวส่วนใหญ่เป็นส่วนของ
micro
pore (รูพรุนที่มีขนาดเล็กกว่า
2
nm) แบบที่สองคือแบบที่พื้นที่ผิวส่วนใหญ่เป็นส่วนของ
meso
pore (รูพรุนในช่วง
2-50
nm) การคายซับโมเลกุลแก๊สออกจากรูพรุนของ
mesopore
นั้นเกิดได้รวดเร็วไม่เหมือนกับการคายซับออกจากรูพรุนของ
micropore
จะเรียกว่าถ้าคิดจะนำเอาวัสดุมีรูพรุนที่มีพื้นที่ผิวสูงไปใช้เพื่อการดูดซับแก๊สไฮโดรเจนหรือมีเทนเพื่อใช้กับรถยนต์ก็ควรพิจารณาวัสดุรูปพรุนแบบที่สองที่พื้นที่ผิวส่วนใหญ่เป็นส่วนของ
mesopore
ก็ได้
ทั้งนี้เพื่อให้มันจ่ายแก๊สออกมาชดเชยได้ทันต่อความต้องการของเครื่องยนต์
และด้วยความแตกต่างของขนาดรูพรุนที่ให้พื้นที่ผิวที่สูงตรงนี้เอง
จึงทำให้การจะนำเอาสภาวะที่ใช้ในการเตรียมตัวอย่างก่อนการวัดของตัวอย่างรูปแบบหนึ่ง
มาใช้กับตัวอย่างอีกรูปแบบหนึ่งนั้น
ใช่ว่าจะเหมาะสมเสมอไป
สิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงคือ
"หลักการ"
ไม่ใช่วิธีการ
กล่าวคือเราต้องการวัดอะไร
และก่อนที่จะเริ่มทำการวัดนั้นตัวอย่างควรอยู่ในสภาพเช่นใด
จากนั้นจึงค่อยออกแบบวิธีการที่เหมาะสมกับตัวอย่างที่มีเพื่อให้ตัวอย่างอยู่ในสภาพที่พร้อมกับการวัด
ไม่ใช่ทำเพียงแค่ลอกสิ่งที่เห็นคนอื่นเขาทำหรือคิดเอาเองว่ามันพอแล้ว
(โดยที่ไม่มีการทดลองทดสอบความคิดนั้น)