Công nghệ hấp phụ hơi động học có vai trò gì trong lĩnh vực nghiên cứu vật liệu sinh học?

Thread Content

Công nghệ hấp phụ hơi động học có vai trò gì trong lĩnh vực nghiên cứu vật liệu sinh học? Vì tính chất hóa học của chúng, các vật liệu sinh học dễ hấp thụ nước; do đó, chúng thường chứa một lượng nước khá lớn bên trong. Đồng thời, chúng cũng dễ hấp thụ hơi nước từ môi trường xung quanh. Vì vậy, độ ẩm quá thấp hoặc quá cao đều gây ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của chúng. Ở độ ẩm thấp, protein sẽ bị mất hoạt tính; tuy nhiên, ở độ ẩm cao, các tính chất cơ học của các phân tử sinh học sẽ giảm đáng kể. 1) Khô ráo: Đối với nhiều vật liệu rắn như gỗ, vỏ ngũ cốc, rơm rạ, da thuộc, khả năng hấp thụ nước là thông số quan trọng để đánh giá mức độ khô ráo của chúng cũng như độ ổn định trong quá trình sử dụng. Trong suốt 10 năm qua, phương pháp DVS do công ty SMS phát minh ra đã trở thành phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn để nghiên cứu các quá trình khô và tách nước. 2) Sự dính kết của các hạt: Đối với nhiều ứng dụng trong lĩnh vực sinh học và vật liệu tự nhiên, sự dính kết của các hạt là một vấn đề khá phức tạp. Một yếu tố then chốt trong việc kiểm tra khả năng bám dính chính là năng lượng bề mặt của vật liệu. Tuy nhiên, do các loại vật liệu này có dạng sợi, hạt hoặc màng, nên việc kiểm tra trở nên khó khăn. 3) Nhiệt độ chuyển pha thủy tinh: Tất cả các vật liệu vô định hình đều có nhiệt độ chuyển pha thủy tinh. Đối với các vật liệu ưa nước, nhiệt độ chuyển pha thủy tinh lại phụ thuộc mạnh vào hàm lượng nước trong vật liệu đó. Máy DVS rất hiệu quả trong việc nghiên cứu nhiệt độ chuyển pha thủy tinh của các vật liệu rắn vô định hình. 4) Sự khuếch tán và độ thấm của hơi nước: Các vật liệu sinh học ở trạng thái ban đầu thường chứa một lượng nước khá lớn. Do đó, việc hiểu rõ quá trình khuếch tán và khả năng thấm của nước trong các vật liệu này là chìa khóa để nắm bắt cấu trúc hóa học, cấu trúc hình thái cũng như các tính chất của chúng. Máy DVS là lựa chọn lý tưởng để thu thập thông tin về động học và trạng thái cân bằng của quá trình khuếch tán và độ thấm trong các vật liệu sinh học và tự nhiên. 5) Đường đẳng nhiệt hấp phụ nước: Việc nắm rõ đặc tính hấp phụ nước của vật liệu sinh học là yếu tố then chốt để hiểu rõ chất lượng và khả năng ứng dụng của chúng. Trong 20 năm qua, phương pháp DVS do công ty SMS phát minh đã trở thành phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn để đo đường cong hấp phụ nước. Phương pháp này cũng được ghi nhận trong các sách hướng dẫn sử dụng tại Hoa Kỳ và Liên minh châu Âu. 6) Diện tích bề mặt so sánh: Công nghệ DVS tiên tiến cho phép kiểm tra khả năng hấp phụ và giải phóng của vật liệu sinh học trong nước cũng như các chất dung môi hữu cơ khác. Có thể xác định được diện tích bề mặt riêng của mẫu sinh khối ở nhiệt độ cao hơn 77K; giá trị này phụ thuộc vào loại hơi được sử dụng để hấp phụ, cũng như vào việc nhiệt độ cao hơn, thấp hơn hay gần bằng nhiệt độ phòng. 7) Sử dụng kết hợp với các thiết bị khác: DVS có thể được kết hợp với các công nghệ Raman, FTIR và XRD để giúp bạn tìm hiểu rõ hơn về các đặc tính của vật liệu.