مواد نانومتخخل آلی به دو دسته کربنی و پلیمری (بسپاری) تقسیم‌بندی می‌شوند:

1) مواد نانومتخلخل کربنی: کربن فعال (activated carbon)، کربنی با حفره‌های بسیار زیاد بوده و مهم‌ترین کربن از دسته مواد میکرومتخلخل به‌شمار می‌رود. طبق تعریفی دیگر، کربن فعال به گروهی از مواد کربنی با سطح داخلی بالا گفته می‌شود که به‌دلیل مساحت داخلی قابل توجه، ساختار بسیار متخلخل، ظرفیت جذب بالا و قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح، به‌طور گسترده‌ای در جداسازی بو، رنگ و مزه از آب مورد استفاده در مصارف صنعتی و خانگی و هم‌چنین در تصفیه هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد. هزینه پایین‌تر این ماده نانومتخلخل معدنی نسبت به مواد نانومتخلخل آلی مانند زئولیت، باعث گسترش استفاده از آن شده است. شکل زیر تصویری از کربن فعال نانومتخلخل را نشان می‌دهد.

2) مواد نانومتخلخل پلیمری: مواد نانومتخلخل پلیمری به‌دلیل دارا بودن ساختار انعطاف‌پذیر، دارای حفره‌های پایداری نبوده و تنها چند ترکیب محدود از این نوع مواد نانومتخلخل در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مواد متخلخل معدنی 

مواد میکرو متخلخل :

۱.زئولیت : زئولیت‌ها مهم‌ترین و متداول‌ترین ترکیبات میکرومتخلخل هستند که دارای ساختار منظم بلوری بوده و ساختار آن‌ها حاوی حفره‌هایی با بار ذاتی منفی است. معمولاً ساختار زئولیتی از شبکه بلوری چهاروجهی (tetrahedral) با چهار اتم اکسیژن در گوشه‌ها و یک اتم مرکزی مثل آلومینیوم، سیلیکون، گالیوم یا فسفر تشکیل می‌شود. زئولیت‌ها به دو دسته اصلی آلومینوفسفات‌ها (aluminophosphates) و آلومینوسیلیکات‌ها (aluminosilicates) تقسیم‌بندی می‌شوند. ویژگی‌هایی بارز این مواد میکرومتخلخل شامل قدرت اسیدی بالا، گزینش‌پذیری مناسب، سطح ویژه زیاد و پایداری گرمایی بالا است. از این مواد میکرومتخلخل در کاتالیست‌ها، تبادل‌گرهای یونی و مش‌های (غربال‌های) مولکلولی (molecular sieves) استفاده می‌شود. شکل زیر شمایی از ساختار زئولیت میکرومتخلخل را نشان می‌دهد.

 شمایی از ساختار زئولیت میکرومتخلخل که در آن اتم‌ها قرمز نشان‌دهنده اکسیژن و اتم‌های آبی آلومینیوم یا سیلیکون هستند.

۲.چارچوب فلزی-آلی (Metal-Organic Framework; MOF) : مواد میکرومتخلخل MOF از واحدهای یون فلزی یا خوشه (Cluster) معدنی و گروه‌های آلی به عنوان اتصال‌دهنده تشکیل شده‌اند. اتصال این یون‌های فلزی یا خوشه‌های معدنی باعث تشکیل حفره‌هایی با شکل معین مانند کره یا هشت‌وجهی می‌شود. ویژگی بارز این مواد میکرومتخلخل، چگالی کم و سطح ویژه بالای آن‌ها است.

۳. هیبریدهای آلی- معدنی (Inorganic-organic Hybrids) : این دسته از مواد میکرومتخلخل، از اتصال قطعات معدنی توسط واحدهای آلی تشکیل می‌شوند. شکل زیر شمایی از مواد میکرومتخلخل (الف) چارچوب آلی-فلزی و (ب) هیبریدهای آلی-معدنی که شامل لایه‌های معدنی و اتصال‌دهنده آلی (اگزالات) است.

مواد مزومتخلخل :

۱. سیلیکا : مواد مزومتخلخل سیلیکا جز آخرین دستاوردها در زمینه نانوتکنولوژی محسوب می‌شوند. از متداول‌ترین انواع سیلیکای مزومتخلخل می‌توان به  ترکیبات (Mobile Composition of Matter; MCM-44) و (Santa Barbara Amorphous; SBA-15) اشاره کرد. از سیلیکای مزومتخلخل در دارورسانی، ذخیره‌سازی انرژی حرارتی و حسگرهای زیستی استفاده می‌شود. شکل زیر تصویر TEM از سیلیکای مزومتخلخل را نشان می‌دهد.

۲. اکسید ، نیترید ، و سولفید فلزات : مواد نانومتخلخل سنتز شده از اکسید، نیترید و سولفید فلزات مختلف شامل تیتانیوم دی‌اکسید، روی اکسید، زیرکونیوم دی‌اکسید، آلومینا، نیترید بور و سولفید مس بوده و فعالیتی بسیار بیشتر از حالت بدون تخلخل خود دارند.

مواد ماکرو متخلخل :

۱. بلور کلوییدی (Opal or Colloidal Crystal) :

این مواد ماکرومتخلخل از مجموعه کره‌هایی مانند سیلیکا ساخته می‌شوند. فضای بین این کره‌ها خالی است. در بلور کلوییدی معکوس (inverted crystal)، کره‌ها توخالی بوده و فضای بین آن‌ها پر است.

جدول زیر نشان‌دهنده مقایسه‌ای بین خواص مختلف انواع مواد متخلخل با ترکیب شیمیایی و اندازه حفرات مختلف است.

 *مطلب فوق با بهره گیری از مطالب سایت ستاد توسعه فناوری نانو نوشته شده است .