Applicazioni

La polvere farmaceutica è la parte principale della maggior parte delle formulazioni farmaceutiche e la sua efficacia dipende non solo dal tipo di farmaco, ma anche in larga misura dalle proprietà della polvere che costituisce l'agente, comprese dimensione delle particelle, forma, proprietà superficiali e altri tipi di parametri. L'area superficiale specifica e la struttura della dimensione dei pori delle polveri farmaceutiche sono correlate alle proprietà delle particelle di polvere come dimensione delle particelle, igroscopicità, solubilità, dissoluzione e compattazione, che svolgono un ruolo importante nelle capacità di purificazione, lavorazione, miscelazione, produzione e confezionamento di prodotti farmaceutici.   Inoltre, la validità, il tasso di dissoluzione, la biodisponibilità e l’efficacia dei farmaci dipendono anche dalla superficie specifica del materiale. In generale, maggiore è la superficie specifica delle polveri farmaceutiche entro un certo intervallo, più veloce sarà la dissoluzione e la velocità di dissoluzione corrispondentemente accelerata, il che garantisce la distribuzione uniforme del contenuto del farmaco; tuttavia, un'area superficiale specifica troppo grande porterà all'adsorbimento di più acqua, il che non favorisce la conservazione e la stabilità dell'efficacia del farmaco. Pertanto, test accurati, rapidi ed efficaci della superficie specifica delle polveri farmaceutiche sono sempre stati una parte indispensabile e critica della ricerca farmaceutica.   Caso di studio dell'applicazione CIQTEK nella polvere farmaceutica   Combiniamo i casi reali di caratterizzazione di diversi materiali in polvere di farmaci per mostrare chiaramente i metodi e l'applicabilità di questa tecnologia per caratterizzare le proprietà fisiche delle diverse superfici dei farmaci, quindi effettuiamo alcune analisi di base sulla data di scadenza, sul tasso di dissoluzione e sull'efficacia dei farmaci, e aiutare l'industria farmaceutica a svilupparsi con alta qualità.    L'analizzatore specifico di superficie e dimensione dei pori della serie V-Sorb X800 è uno strumento ad alta produttività, veloce ed economico, in grado di realizzare test rapidi su aree superficiali specifiche di prodotti finiti in entrata e in uscita, analisi della distribuzione delle dimensioni dei pori, controllo di qualità, regolazione dei parametri di processo e previsione delle prestazioni dei farmaci, ecc.   Analizzatore automatico di superficie e porosimetria BET serie CIQTEK EASY-V     SEM CIQTEK   1、Microscopio elettronico a scansione e analizzatore specifico di superficie e dimensione dei pori in dispersione di montmorillonite   La montmorillonite si ottiene dalla purificazione e dalla lavorazione della bentonite, che presenta vantaggi unici in farmacologia grazie alla sua speciale struttura cristallina con buona capacità di adsorbimento, capacità di scambio cationico e capacità di assorbimento d'acqua e rigonfiamento....

I materiali metallici sono materiali con proprietà come lucentezza, duttilità, facile conduttività e trasferimento di calore. Viene generalmente diviso in due tipologie: metalli ferrosi e metalli non ferrosi. I metalli ferrosi includono ferro, cromo, manganese, ecc. Finora, ferro e acciaio dominano ancora nella composizione delle materie prime industriali. Molte aziende siderurgiche e istituti di ricerca utilizzano i vantaggi unici del SEM per risolvere i problemi incontrati nella produzione e per assistere nella ricerca e nello sviluppo di nuovi prodotti. La microscopia elettronica a scansione con i relativi accessori è diventata uno strumento favorevole per l'industria siderurgica e metallurgica per condurre ricerche e identificare problemi nel processo di produzione. Con l'aumento della risoluzione e dell'automazione del SEM, l'applicazione del SEM nell'analisi e caratterizzazione dei materiali sta diventando sempre più diffusa.   L'analisi dei fallimenti è una nuova disciplina che negli ultimi anni è stata resa popolare dalle imprese militari per la ricerca di studiosi e imprese. Il guasto delle parti metalliche può portare al degrado delle prestazioni del pezzo in lavorazione in casi minori e a incidenti mortali in casi gravi. Individuare le cause del fallimento attraverso l’analisi dei guasti e proporre misure di miglioramento efficaci sono passaggi essenziali per garantire il funzionamento sicuro del progetto. Pertanto, sfruttare appieno i vantaggi della microscopia elettronica a scansione darà un grande contributo al progresso dell’industria dei materiali metallici.     01 Osservazione al microscopio elettronico della frattura da trazione di parti metalliche        La frattura si verifica sempre nella parte più debole del tessuto metallico e registra molte informazioni preziose sull'intero processo di frattura, quindi l'osservazione e lo studio della frattura sono sempre stati enfatizzati nello studio della frattura. L'analisi morfologica della frattura viene utilizzata per studiare alcuni problemi fondamentali che portano alla frattura del materiale, come la causa della frattura, la natura della frattura e la modalità di frattura. Se vogliamo studiare in profondità il meccanismo di frattura del materiale, solitamente dobbiamo analizzare la composizione della microarea sulla superficie della frattura, e l'analisi della frattura è ormai diventata uno strumento importante per l'analisi dei guasti dei componenti metallici.     Fig. 1 Morfologia della frattura da trazione al microscopio elettronico a scansione CIQTEK SEM3100   A seconda della natura della frattura, la frattura può essere ampiamente classificata in frattura fragile e frattura plastica. La superficie di frattura della frattura fragile è solitamente perpendicolare allo stress di trazione e la frattura fragile è costituita da una superficie cristallina lucida dal punto di vista macroscopico; la frattura plastica è solitamente...

Riesci a immaginare un disco rigido di un laptop delle dimensioni di un chicco di riso? Skyrmion, una misteriosa struttura quasiparticellare nel campo magnetico, potrebbe trasformare questa idea apparentemente impensabile in realtà, con più spazio di archiviazione e velocità di trasferimento dati più elevate per questo "chicco di riso. Allora come osservare questa strana struttura particellare? Il CIQTEK Quantum Diamond Atomic Il Force Microscope (QDAFM), basato sul centro di azoto vacante (NV) nell'imaging a scansione di diamanti e AFM, può dirti la risposta.     Cos'è Skyrmion   Con il rapido sviluppo di circuiti integrati su larga scala, il processo dei chip su scala nanometrica, l'effetto quantistico viene gradualmente evidenziato e la "Legge di Moore" incontra limiti fisici. Allo stesso tempo, con una densità così elevata di componenti elettronici integrati nel chip, il problema della dissipazione termica è diventato una sfida enorme. Le persone hanno urgentemente bisogno di una nuova tecnologia per superare il collo di bottiglia e promuovere lo sviluppo sostenibile dei circuiti integrati.   I dispositivi spintronici possono raggiungere una maggiore efficienza nell’archiviazione, nel trasferimento e nell’elaborazione delle informazioni sfruttando le proprietà di spin degli elettroni, che è un modo importante per superare il dilemma di cui sopra. Negli ultimi anni si prevede che le proprietà topologiche nelle strutture magnetiche e le relative applicazioni diventeranno i portatori di informazioni dei dispositivi spintronici di prossima generazione, che è uno degli attuali punti caldi della ricerca in questo campo.   Lo skyrmion (di seguito denominato skyrmion magnetico) è una struttura di spin topologicamente protetta con proprietà quasiparticellari e, essendo un tipo speciale di parete del dominio magnetico, la sua struttura è una distribuzione di magnetizzazione con vortici. Similmente alla parete del dominio magnetico, c'è anche un'inversione del momento magnetico nello skyrmion, ma a differenza della parete del dominio, lo skyrmion è una struttura a vortice e l'inversione del momento magnetico è dal centro verso l'esterno, e quelli comuni sono di tipo Bloch skyrmion e skyrmion di tipo Neel.   Figura 1:  diagramma schematico della struttura di Skyrmion. (a) Skyrmion di tipo Neel (b) Skyrmion di tipo Bloch   Lo skyrmion è un portatore di informazioni naturale con proprietà superiori come facile manipolazione, facile stabilità, dimensioni ridotte e velocità di guida elevata. Pertanto, si prevede che i dispositivi elettronici basati sugli skyrmion soddisfino i requisiti prestazionali dei dispositivi futuri in termini di non volatile, alta capacità, alta velocità e basso consumo energetico.   Quali sono le applicazioni di Skyrmions   Memoria dell'ippodromo di Skyrmion La memoria delle piste utilizza nanofili magnetici come tracce e pareti dei domini magnetici come trasportatori, con la corrente...

Il metodo di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) con spin intrappolamento è un metodo che combina la tecnica di spin intrappolamento con la tecnica EPR per rilevare i radicali liberi di breve durata.     Perché utilizzare la tecnologia Spin Trapping? I radicali liberi  sono atomi o gruppi con elettroni spaiati formati dal legame covalente di molecole composte in condizioni esterne come calore e luce. Sono ampiamente presenti in natura. Con lo sviluppo di discipline interdisciplinari come la biologia, la chimica e la medicina, gli scienziati hanno scoperto che molte malattie sono associate ai radicali liberi. Tuttavia, a causa della loro natura attiva e reattiva, i radicali liberi generati nelle reazioni sono spesso instabili a temperatura ambiente e difficili da rilevare direttamente utilizzando i metodi convenzionali di spettroscopia EPR.    Sebbene i radicali liberi di breve durata possano essere studiati mediante tecniche EPR risolte nel tempo o tecniche di congelamento rapido a bassa temperatura, le loro concentrazioni più basse per la maggior parte dei radicali liberi nei sistemi biologici limitano l'implementazione delle tecniche di cui sopra. La tecnica spin trapping, invece, permette la rilevazione dei radicali liberi di breve durata a temperatura ambiente attraverso un metodo indiretto.     Fondamenti della tecnologia Spin Trapping   In un esperimento di spin-trapping, al sistema viene aggiunta una trappola di spin (una sostanza antimagnetica insatura in grado di intrappolare i radicali liberi). Dopo aver aggiunto la trappola di spin, i radicali instabili e la trappola formeranno addotti di spin più stabili o più longevi. Rilevando gli spettri EPR degli addotti di spin ed elaborando e analizzando i dati, possiamo invertire il tipo di radicali e quindi rilevare indirettamente i radicali liberi instabili.     Figura 1 Principio della tecnica di cattura dello spin (DMPO come esempio)     Selezione di Spin Trap   Le trappole a spin più utilizzate sono principalmente composti nitrone o nitroso, le trappole a spin tipiche sono MNP (2-metil-2-nitrosopropano dimero), PBN (N-tert-butil α-fenil nitrone), DMPO (5,5-dimetil- 1-pirrolina-N-ossido) e le strutture sono mostrate nella Figura 2. E un'eccellente trappola di spin deve soddisfare tre condizioni.   1. Gli addotti di spin formati da trappole di spin con radicali liberi instabili dovrebbero essere di natura stabile e di lunga durata. 2. Gli spettri EPR degli addotti di spin formati da trappole di spin e vari radicali instabili dovrebbero essere facilmente distinguibili e identificabili. 3. La trappola spin è facile da reagire in modo specifico con una varietà di radicali liberi e non vi è alcuna reazione collaterale. Sulla base delle condizioni di cui sopra, la trappola spin ampiamente utilizzata in vari settori è DMPO.     Figura 2 Struttura chimica schematica di MNP, PBN, DMPO   Tabella ...

La tecnica di risonanza paramagnetica elettronica (EPR o ESR) è l'unico metodo disponibile per rilevare direttamente gli elettroni spaiati nei campioni. Tra questi, il metodo quantitativo EPR (ESR) può fornire il numero di spin elettronici spaiati in un campione, che è essenziale per studiare la cinetica di reazione, spiegare il meccanismo di reazione e le applicazioni commerciali. Pertanto, ottenere i numeri di spin degli elettroni spaiati dei campioni mediante tecniche di risonanza paramagnetica elettronica è stato un tema caldo di ricerca.  Sono disponibili due principali metodi di risonanza paramagnetica elettronica quantitativa: EPR quantitativo relativo (ESR) e EPR quantitativo assoluto (ESR).     Metodo EPR quantitativo relativo (ESR).   Il metodo EPR quantitativo relativo si ottiene confrontando l'area integrata dello spettro di assorbimento EPR di un campione sconosciuto con l'area integrata dello spettro di assorbimento EPR di un campione standard. Pertanto, nel metodo EPR quantitativo relativo, è necessario introdurre un campione standard con un numero noto di spin. La dimensione dell'area integrata dello spettro di assorbimento EPR non è solo correlata al numero di spin elettronici spaiati nel campione, ma anche alle impostazioni dei parametri sperimentali, alla costante dielettrica del campione, alla dimensione e alla forma del campione e la posizione del campione nella cavità risonante. Pertanto, per ottenere risultati quantitativi più accurati nel metodo EPR quantitativo relativo, il campione standard e il campione sconosciuto devono essere di natura simile, simili per forma e dimensione e nella stessa posizione nella cavità risonante.   Fonti di errore EPR quantitative     Metodo EPR quantitativo assoluto  (ESR).   Il metodo EPR quantitativo assoluto significa che il numero di spin elettronici spaiati in un campione può essere ottenuto direttamente mediante test EPR senza utilizzare un campione standard. Negli esperimenti EPR quantitativi assoluti, per ottenere direttamente il numero di spin elettronici spaiati in un campione, il valore dell'area integrale quadratica dello spettro EPR (solitamente lo spettro differenziale del primo ordine) del campione da testare, i parametri sperimentali, sono necessari il volume del campione, la funzione di distribuzione della cavità di risonanza e il fattore di correzione. Il numero assoluto di spin elettronici spaiati nel campione può essere ottenuto direttamente ottenendo prima lo spettro EPR del campione attraverso il test EPR, quindi elaborando lo spettro differenziale di primo ordine EPR per ottenere il valore dell'area integrata di secondo grado e quindi combinando il parametri sperimentali, volume del campione, funzione di distribuzione della cavità risonante e fattore di correzione.   Spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica CIQTEK   La quantificazione assoluta degli spin degli elettroni spaiati della spettroscopia CIQTE...

Basati su proprietà quantistiche, i sensori di spin degli elettroni hanno un’elevata sensibilità e possono essere ampiamente utilizzati per sondare varie proprietà fisico-chimiche, come il campo elettrico, il campo magnetico, la dinamica molecolare o proteica e le particelle nucleari o di altro tipo. Questi vantaggi unici e i potenziali scenari applicativi rendono attualmente i sensori basati sullo spin una direzione di ricerca calda. Sc 3 C 2 @C 80  ha uno spin elettronico altamente stabile protetto da una gabbia di carbonio, adatta per il rilevamento dell'adsorbimento di gas all'interno di materiali porosi. Py-COF è un materiale strutturale organico poroso emerso di recente con proprietà di adsorbimento uniche, che è stato preparato utilizzando un blocco costitutivo autocondensante con un gruppo formile e un gruppo amminico. preparato con una dimensione teorica dei pori di 1,38 nm. Pertanto, un'unità di metallofullerene Sc 3 C 2 @C 80  (di dimensioni pari a circa 0,8 nm) può entrare in uno dei nanopori di Py-COF.   Taishan Wang, ricercatore presso l'Istituto di Chimica dell'Accademia Cinese delle Scienze, ha sviluppato un sensore di nanospin basato sul fullerene metallico per rilevare l'adsorbimento di gas all'interno di una struttura organica porosa. Il fullerene metallico paramagnetico, Sc 3 C 2 @C 80 , è stato incorporato nei nanopori di una struttura organica covalente a base di pirene (Py-COF). L'N 2、CO、CH 4、CO 2、C 3 H 6  e C 3 H 8 adsorbiti  all'interno del Py-COF incorporato con la  sonda spin Sc 3 C 2 @C 80 sono stati registrati utilizzando la tecnica EPR (CIQTEK EPR200-Plus ). È stato dimostrato che i segnali EPR del Sc 3 C 2 @C 80 incorporato  erano regolarmente correlati con le proprietà di adsorbimento del gas del Py-COF. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Communications con il titolo "Sensore di nano spin incorporato per il sondaggio in situ dell'adsorbimento di gas all'interno di strutture organiche porose".     Sondaggio delle proprietà di adsorbimento del gas di Py-COF utilizzando lo spin molecolare di Sc 3 C 2 @C 8     Nello studio, gli autori hanno utilizzato un metallofullerene con proprietà paramagnetiche, Sc 3 C 2 @C 80  (~ 0,8 nm di dimensioni), come sonda di spin incorporata in un nanoporo di COF a base di pirene (Py-COF) per rilevare l'adsorbimento di gas all'interno di Py-COF. Quindi, le proprietà di adsorbimento di Py-COF per i gas N 2、CO、CH 4、CO 2、C 3 H 6  e C 3 H 8  sono state studiate registrando i  segnali EPR Sc 3 C 2 @C 80 incorporati. È dimostrato che i segnali EPR di Sc 3 C 2 @C 80  seguono regolarmente le proprietà di adsorbimento del gas di Py-COF. E a differenza delle misurazioni isotermiche di adsorbimento convenzionali, questo sensore impiantabile di nanospin è in grado di rilevare l’adsorbimento e il desorbimento del gas mediante monitoraggio in situ in tempo reale. Il sensore nanospin proposto è stato ut...

L’energia dell’idrogeno è l’energia pulita che guida la trasformazione dall’energia fossile tradizionale all’energia verde. La sua densità energetica è 3 volte quella del petrolio e 4,5 volte quella del carbone! È la direzione tecnologica dirompente della futura rivoluzione energetica. La cella a combustibile a idrogeno è il vettore chiave per realizzare la conversione dell’energia dell’idrogeno in energia elettrica e i paesi di tutto il mondo attribuiscono grande importanza allo sviluppo della tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno. Ciò ha comportato requisiti più elevati in termini di materiali, tecnologia di processo e mezzi di caratterizzazione della catena industriale dell’energia a idrogeno e delle celle a combustibile a idrogeno. La tecnologia di adsorbimento del gas è uno dei metodi più importanti per la caratterizzazione della superficie dei materiali e svolge un ruolo cruciale nell'utilizzo dell'energia dell'idrogeno, principalmente nelle celle a combustibile a idrogeno.   Applicazione della tecnologia di adsorbimento del gas per la caratterizzazione nel settore della produzione dell'idrogeno. Come produrre idrogeno è il primo passo per sfruttare l'energia dell'idrogeno. La produzione di idrogeno da acqua elettrolitica con elevato grado di purezza, gas a bassa impurità e facile da combinare con fonti di energia rinnovabile è considerata la fornitura di energia verde di idrogeno più promettente per il futuro [1]. Per migliorare l’efficienza della produzione di idrogeno dall’acqua elettrolitica, lo sviluppo e l’utilizzo di catalizzatori per elettrodi HER ad alte prestazioni è un modo comprovato.  I materiali porosi in carbonio rappresentati dal grafene hanno eccellenti proprietà fisico-chimiche, come una ricca struttura dei pori, un'ampia area superficiale specifica, un'elevata conduttività elettrica e una buona stabilità elettrochimica, che offrono nuove opportunità per la costruzione di efficienti sistemi catalitici compositi. La capacità di precipitazione dell'idrogeno viene migliorata utilizzando il caricamento del co-catalizzatore o il drogaggio con eteroatomi [2].   Inoltre, un gran numero di studi hanno dimostrato che l’attività catalitica dei catalizzatori per elettrodi HER dipende in gran parte dal numero di siti attivi esposti sulle loro superfici e quanto più siti attivi sono esposti, tanto migliore è la loro prestazione catalitica corrispondente. La maggiore area superficiale specifica del materiale di carbonio poroso, quando utilizzato come vettore, esporrà in una certa misura più siti attivi al materiale attivo e accelererà la reazione di produzione di idrogeno.   Di seguito sono riportati esempi di caratterizzazione di materiali in grafene utilizzando l'analizzatore di superficie e dimensione dei pori specifico della serie CIQTEK V-Sorb X800.  Dalla Figura 1 si può vedere che l'area superficiale del grafene preparato mediante diversi processi presenta una grande differenza di 516,7 m2/g e ...

Sapevi che la luce può creare il suono? Alla fine del XIX secolo, lo scienziato Alexander Graham Bell (considerato uno degli inventori del telefono) scoprì il fenomeno dei materiali che producono onde sonore dopo aver assorbito l'energia luminosa, noto come effetto fotoacustico.   Alexander Graham Bell Fonte immagine: tecnologia Sina   Dopo gli anni '60, con lo sviluppo della tecnologia di rilevamento dei segnali deboli, apparvero microfoni altamente sensibili e microfoni piezoelettrici in ceramica. Gli scienziati hanno sviluppato una nuova tecnica di analisi spettroscopica basata sull'effetto fotoacustico: la spettroscopia fotoacustica, che può essere utilizzata per rilevare le sostanze dei campioni e le loro proprietà termiche spettroscopiche, diventando un potente strumento per la ricerca fisico-chimica in composti inorganici e organici, semiconduttori, metalli, materiali polimerici , eccetera.     Come possiamo fare in modo che la luce crei il suono? Come mostrato nella figura seguente, una sorgente luminosa modulata da un monocromatore, oppure una luce pulsata come un laser pulsato, incide su una cella fotoacustica. Il materiale da misurare nella cella fotoacustica assorbe l'energia luminosa e il tasso di assorbimento varia con la lunghezza d'onda della luce incidente e del materiale. Ciò è dovuto ai diversi livelli energetici delle molecole atomiche costituite nei diversi materiali, e il tasso di assorbimento della luce da parte del materiale aumenta quando la frequenza ν della luce incidente è vicina al livello energetico hν. Le molecole atomiche che saltano a livelli energetici più alti dopo aver assorbito la luce non rimangono ai livelli energetici più alti; tendono invece a rilasciare energia e a rilassarsi tornando allo stato fondamentale più basso, dove l'energia rilasciata spesso appare come energia termica e fa sì che il materiale si espanda termicamente e cambi di volume. Quando limitiamo il volume di un materiale, ad esempio, inserendolo in una cella fotoacustica, la sua espansione porta a cambiamenti di pressione. Dopo aver applicato una modulazione periodica all'intensità della luce incidente, anche la temperatura, il volume e la pressione del materiale cambiano periodicamente, risultando in un'onda meccanica rilevabile. Questa oscillazione può essere rilevata da un microfono sensibile o da un microfono ceramico piezoelettrico, che è ciò che chiamiamo segnale fotoacustico.   Schema di principio     In che modo un amplificatore lock-in misura i segnali fotoacustici?   In sintesi, il segnale fotoacustico è generato da un segnale di pressione molto più piccolo convertito da un calore molto piccolo (rilasciato dal rilassamento atomico o molecolare). Il rilevamento di segnali così estremamente deboli non può necessariamente essere effettuato senza amplificatori lock-in.   Nella spettroscopia fotoacustica, il segnale raccolto dal microfono deve essere amplificato da un preamplificatore e qu...