เทคโนโลยีการดูดซับไอน้ำแบบไดนามิกมีบทบาทอย่างไรในด้านการวิจัยวัสดุชีวภาพ?

Thread Content

เทคโนโลยีการดูดซับไอน้ำแบบไดนามิกมีบทบาทอย่างไรในด้านการวิจัยวัสดุชีวภาพ? วัสดุจากชีวมวลมีคุณสมบัติดูดซับน้ำได้ง่าย เนื่องจากได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติทางเคมีของมัน ดังนั้นวัสดุเหล่านี้จึงมักมีน้ำอยู่ในปริมาณมาก นอกจากนี้ วัสดุเหล่านี้ยังสามารถดูดซับไอน้ำในสภาพแวดล้อมได้อีกด้วย ดังนั้น ความชื้นที่ต่ำเกินไปหรือสูงเกินไปจึงส่งผลเสียต่อคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้ โปรตีนจะสูญเสียความสามารถในการทำงานเมื่ออยู่ในสภาพที่มีความชื้นต่ำ ในทางกลับกัน เมื่ออยู่ในสภาพที่มีความชื้นสูง คุณสมบัติทางกลของโมเลกุลชีวภาพก็จะลดลงอย่างมาก 1) การทำให้แห้ง วัสดุของแข็งหลายชนิด เช่น ไม้ กากข้าว ฟาง หนัง เป็นต้น มีคุณสมบัติในการดูดซับน้ำ ซึ่งถือเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการวัดระดับความแห้งและความคงทนของวัสดุเหล่านั้น ตลอดระยะเวลา 10 ปีที่ผ่านมา วิธี DVS ซึ่งถูกคิดค้นขึ้นโดยบริษัท SMS ได้กลายเป็นวิธีมาตรฐานในห้องปฏิบัติการสำหรับศึกษาพฤติกรรมการทำให้แห้งและการกำจัดน้ำออกจากวัสดุต่างๆ 2) การเกาะติดของอนุภาค สำหรับการนำไปใช้กับสิ่งมีชีวิตและวัสดุธรรมชาติหลายชนิด การเกาะติดของอนุภาคถือเป็นปัญหาที่ค่อนข้างยากจะแก้ไข จุดสำคัญในการทดสอบความสามารถในการยึดเกาะก็คือพลังงานผิวของวัสดุ แต่เนื่องจากวัสดุประเภทนี้มีลักษณะเป็นเส้นใย อนุภาค หรือแผ่นฟิล์ม จึงทำให้การทดสอบเป็นเรื่องที่ยาก 3) อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว วัสดุที่ไม่มีโครงสร้างผลึกล้วนมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว สำหรับวัสดุที่มีคุณสมบัติชอบน้ำแล้ว อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วจะขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำในวัสดุนั้นอย่างมาก เครื่อง DVS มีประสิทธิภาพสูงมากในการศึกษาอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของวัสดุแบบอะมอร์ฟัส 4) การแพร่กระจายและความสามารถในการซึมผ่านของไอน้ำ วัสดุชีวภาพในสภาพเริ่มต้นมักมีน้ำอยู่ในปริมาณมาก ดังนั้น การทำความเข้าใจเกี่ยวกับการแพร่กระจายและความสามารถในการซึมผ่านของน้ำในวัสดุเหล่านี้ จึงเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีและรูปร่างของวัสดุเหล่านั้น รวมถึงคุณสมบัติต่า เครื่อง DVS เป็นตัวเลือกที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการหาข้อมูลเกี่ยวกับพลวัตและสภาวะสมดุลของการแพร่กระจายและความสามารถในการซึมผ่านในวัสดุทางชีวภาพและวัสดุธรรมชาติ 5) เส้นอิสโธเทอร์มของการดูดซับน้ำ การทราบลักษณะการดูดซับน้ำของวัสดุชีวมวลถือเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจคุณสมบัติและการนำไปใช้งานของวัสดุดังกล่าว ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา วิธี DVS ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัท SMS ได้กลายเป็นวิธีมาตรฐานสำหรับการทดสอบเส้นโค้งการดูดซับน้ำ โดยวิธีนี้มีการระบุไว้อย่างชัดเจนในหนังสือมาตรฐานทางเภสัชกรรมของสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรปด้วย 6) พื้นที่ผิวต่อมวล เทคโนโลยี DVS ที่ทันสมัยสามารถนำมาใช้ในการทดสอบกระบวนการดูดซับและการปลดปล่อยของวัสดุชีวมวลในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์อื่นๆ ได้ สามารถหาค่าพื้นที่ผิวต่อมวลของตัวอย่างชีวมวลได้ในอุณหภูมิที่สูงกว่า 77 K โดยค่าดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับไอที่ใช้ในการดูดซับ รวมถึงอุณหภูมิที่สูงกว่า ต่ำกว่า หรือใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้องด้วย 7) การใช้ร่วมกับเครื่องมืออื่นๆ DVS สามารถนำมาใช้ร่วมกับเทคโนโลยีแบบรามาน, FTIR และ XRD เพื่อช่วยเปิดเผยคุณสมบัติของวัสดุได้อย่างละเอียดยิ่งขึ้น