หมู่ไฮดรอกซิล (- OH) สามารถแสดงความเป็นกรดหรือความเป็นด่างบนพื้นผิวของออกไซด์ของโลหะในรูปแบบของการรับหรือจ่ายโปรตอน ด้วยการปรับปริมาณและการกระจายของกลุ่มไฮดรอกซิล สามารถควบคุมความเป็นกรดและความเป็นด่างของพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ ซึ่งส่งผลต่อวิถีการกระตุ้นและการเลือกสรรของปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา
บนตำแหน่งโลหะที่ไม่อิ่มตัวของโลหะออกไซด์หรือเซมิคอนดักเตอร์ออกไซด์ (เช่น Ti4+, Fe3+) โมเลกุลของน้ำจะดูดซับในรูปแบบโมเลกุลก่อน ตามด้วยการแยกพันธะ O-H ส่งผลให้เกิดกลุ่มไฮดรอกซิลของสะพานหรือส่วนปลาย (M-OH) และอะตอมไฮโดรเจนที่พื้นผิว แรงผลักดันทางอุณหพลศาสตร์ของกระบวนการนี้มาจากความเป็นกรดของลูอิสที่แข็งแกร่งของไอออนโลหะ ทำให้โมเลกุลของน้ำแยกตัวได้ง่าย ทั้งการทดลองและการคำนวณ DFT ระบุว่าพื้นผิวที่มีออกซิเจนต่ำมีแนวโน้มที่จะแยกตัวและดูดซับ ในขณะที่พื้นผิวที่มีออกซิเจนสูงมักจะดูดซับโมเลกุล
วิศวกรรมพื้นผิวไฮดรอกซิลหมายถึงการควบคุมที่เป็นเป้าหมายของจำนวน การกระจาย และกิจกรรมทางเคมีของกลุ่มไฮดรอกซิล (- OH) บนพื้นผิวของวัสดุด้วยวิธีทางกายภาพ เคมี หรือพลาสโมนิก เพื่อให้สามารถปรับคุณสมบัติพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ หมู่ไฮดรอกซิลเป็นกลุ่มฟังก์ชันเชิงขั้วที่พบบ่อยที่สุดที่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจน พันธะโคออร์ดิเนชัน หรือพันธะโควาเลนต์กับน้ำ ไอออนของโลหะ โซ่โพลีเมอร์ หรือชีวโมเลกุล ซึ่งเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญต่อความชอบน้ำ พลังงานพื้นผิว การดูดซับ/กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยา และความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุ
สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด: ตรวจดูปริมาณแสงที่ใช้ไป เมื่อโมเลกุลดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่นจำเพาะ เราจะรู้ว่ามีหมู่ฟังก์ชันใดบ้างที่อยู่ภายในนั้น Raman spectroscopy: ดูว่าแสงเบี่ยงเบนไปมากน้อยเพียงใด ลำแสงเลเซอร์ถูกนำมาใช้เพื่อวิเคราะห์ว่าแสงที่สะท้อนกลับมีการเปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใด เพื่อกำหนดโครงสร้างโมเลกุล
เทคนิคการระบุลักษณะพื้นฐานของตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการทำความเข้าใจคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และโครงสร้างอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น ด้วยการประยุกต์ใช้อย่างครอบคลุม กลไกการเกิดปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถเปิดเผยได้ ซึ่งเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการออกแบบและพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูง ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี เทคโนโลยีนี้ยังคงคิดค้นและพัฒนาไปสู่ความละเอียดสูงขึ้น ปริมาณที่แม่นยำยิ่งขึ้น และการจำลองสภาวะปฏิกิริยาจริงที่ดีขึ้น
บทบาทของผงนาโนซิลิกาในซีเมนต์ส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในการเพิ่มคุณสมบัติของวัสดุ การปรับปรุงเสถียรภาพของโครงสร้าง และเพิ่มความทนทาน
