Flow and mass transfer in porous media are intimately coupled to their microstructure. Advances in computational capabilities have brought about the possibility of modeling these materials by employing the high-resolution 3D topography in flow and mass transfer simulations. This work investigates and analyzes the microstructure and adsorbate localization behavior of porous media. Specifically, high- resolution microscopy techniques were implemented to obtain morphology information for porous media. Gigacap Q-650M and HALOTM were chosen as adsorbents and α-lactalbumin was used as staining protein. Microstructures of Gigacap Q-650M and HALOTM were imaged by using Scanning Electron Microscopy (SEM). The crosslinking structure of Gigacap Q-650M was observed, and the core-shell structure of HALOTM particle was also investigated by using SEM. Gigacap Q-650M with and without adsorbed protein were characterized by Transmission Electron Microscopy (TEM). Contrast in the protein-loaded adsorbent was much better than the sample without adsorbed protein. In TEM images, protein localization on the adsorbent was investigated. It can be surmised that the protein on Gigacap Q-650M remains confined to polymethyl methacrylate (PMMA) base and aldehyde fixation itself results in extensive cross-linking of proteins (and presumably functional groups), thus potentially resulting in the contiguous solid-phase observed. Characterizations of Gigacap Q-650M and HALOTM were also done by using Focus Ion Beam (FIB). HALOTM particle structure composed of core and the shell part was investigated and 2-D images of HALOTM were used to construct 3-D topography of it by using FIB whereas FIB images of Gigacap Q-650M could not be used to form 3-D structure because of the low resolution of images.

Gözenekli yapılardaki akışkan ve kütle transferi bu malzemelerin mikroyapıları ile derinlemesine bağlantılıdır. Bilgisayar destekli programlarının avantajları, akışkan ve kütle transfer simulasyonlarında bu malzemelerin yüksek çözünürlüklü 3D topografyalarının kullanılarak modellenmesine olanak sağlamasıdır. Bu çalışma gözenekli ortamların adsorbat yerleşim davranışlarını ve mikroyapılarını analiz eder ve inceler. Spesifik olarak porlu ortamların morfoloji bilgisini elde etmek için yüksek çözünürlüklü mikroskopik teknikler uygulanmıştır. Adsorban olarak Gigacap Q-650M ve HALOTM seçilmiştir ve lekeleme proteini olarak α-lactalbumin kullanılmıştır. Gigacap Q-650M ve HALOTM mikroyapıları Taramalı Electron Mikroskopu (SEM) kullanılarak görüntülenmiştir. SEM kullanılarak Gigacap Q-650M çapraz bağlı yapısı gözlemlenmiştir. HALOTM parçacıklarının çekirdek-kabuk yapısı da ayrıca SEM kullanılarak incelenmiştir. Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM) kullanılarak yüzeyinde protein tutunan ve tutunmamış Gigacap Q-650M karakterize edilmiştir. Protein yüklenmiş adsorbanın kontrastı protein yüklenmemiş örneğe göre çok daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. TEM görüntülerinde adsorban üzerindeki protein yerleşimi net olarak görülmüştür. Gigacap Q-650M üzerinde bulunan proteinlerin polimetil metakrilat (PMMA) bazı içerisinde hapsolmuş şekilde bulunması ve aldehit ile sabitlenmesi proteinlerin çok fazla çapraz bağ oluşturmasını sağlar (muhtemelen fonksiyonel gruplar ile) ve bu durum bitişik katı fazın gözlemlenmesine olanak sağlar. Gigacap Q-650M and HALOTM karakterizasyonları Odaklanmış İyon Işını (FIB) kullanılarak da yapılmıştır. Çekirdek ve kabuk kısımlarından oluşan HALOTM parçacıkları gözlemlenmiştir ve 2 boyutlu görüntüleri elde edilmiş olup 3D topografya oluşturmak için kullanılmıştır. Ancak, Gigacap Q-650M FIB görüntüleri düşük çözünürlükte olduğu için 3D yapı elde etmek için kullanılamamıştır.