NETZSCH 키넥서스 레오미터를 통한 연질 재료 테스트의 혁신

연성 물질은 기계적 힘을 단독으로 받는 경우가 거의 없습니다.

실제 공정에서는 전단력과 화학적 변화가 동시에 일어납니다.

지금까지 시판되는 회전식 레오미터는 시험 중 기계적 응력과 변형을 제어할 수 있었지만, 화학적 환경을 동적으로 제어할 수는 없었습니다. 이로 인해 겔, 생체고분자, 의약품, 식품 시스템 및 생물학적 물질을 이해하는 데 사각지대가 발생했습니다.

NETZSCH Kinexus 회전식 레오미터를 위한 새로운 레오다이알리시스(Rheodialysis) 솔루션을 통해 이러한 공백이 메워졌습니다.

약리 활성 성분을 캡슐화하는 데 사용되는 알지네이트 하이드로겔을 생각해 보자.

이 물질은 칼슘 이온과 접촉하는 즉시 액체 상태에서 젤 상태로 변하기 시작한다. 동시에 확산 과정이 일어나고, 구조가 변화하며, 기계적 특성도 지속적으로 변화한다.

지금까지 연구자들은 대개 화학적 변화나 유변학적 반응 중 하나만 모니터링할 수 있었습니다. 실제 조건에서 이 두 가지를 동시에 연구하는 것은 여전히 매우 어려운 과제였습니다.

‘류오다이알리시스(Rheodialysis)’ 기술이 이러한 상황을 바꿉니다. 이 기술을 통해 연구자들은 물질의 화학적 환경이 변화하는 동안 기계적 반응이 어떻게 나타나는지 실시간으로 관찰할 수 있게 되어, 실험실 측정 결과를 실제 환경 조건에 훨씬 더 가깝게 만들 수 있습니다.

이 용어는 다음 두 가지 개념을 결합한 것입니다:

• 유변학 – 물질이 어떻게 흐르고 변형되는지를 연구하는 학문
• 투석(Dialysis) – 막을 통해 분자를 제어된 방식으로 이동시키는 과정

투석이 특정 물질만 막을 통과하게 하고 다른 물질은 분리해 두는 것과 마찬가지로, 유변투석은 유변학적 측정 중에 시료와 제어된 화학 교환을 가능하게 합니다.

이를 통해 물질의 거동을 지속적으로 모니터링하면서 이온 확산, 용매 교환, 효소 노출, pH 변화 또는 영양소 수송과 같은 과정을 모사할 수 있습니다.

많은 부드러운 소재는 주변 환경에 반응하도록 설계되어 있습니다.

예를 들어:

알긴산 하이드로겔
해조류에서 추출된 알긴산은 약물 전달, 조직 공학 및 세포 캡슐화에 널리 사용됩니다. 칼슘 이온에 노출되면 이 소재는 Ionic 가교를 통해 겔화됩니다. 레오다이알리시스(Rheodialysis)를 통해 연구자들은 변화하는 점탄성 특성을 측정하면서 이 겔화 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.

식품 소화 연구
식품 구조는 섭취 과정에서 단순히 기계적 변형만을 겪는 것이 아닙니다. 동시에 변화하는 pH 값, 염분 및 소화 효소에 노출됩니다. 레오다이알리시스를 통해 연구자들은 소화 과정과 더 유사한 조건에서 식품의 식감과 구조가 어떻게 변화하는지 연구할 수 있습니다.

제약 제형
약물 전달 시스템은 종종 확산 제어 과정에 의존합니다. 레오다이알리시스를 통해 연구자들은 기계적 힘이 가해지는 동안 완충 용액, 이온 또는 기타 시약이 물질 구조와 방출 거동에 어떤 영향을 미치는지 조사할 수 있습니다.

이러한 예시들은 화학적 요인과 전단력을 동시에 제어함으로써 기존의 유변학적 측정법으로는 포착할 수 없는 통찰력을 얻을 수 있는 이유를 보여줍니다.

레오다이알리시스(Rheodialysis)를 통해 연구자들은 다음을 수행할 수 있습니다:

Identify ✔ 펌프 설정 및 농도 조절을 통해 화학 확산 속도를 제어할 수 있습니다
✔ Ionic 교환 과정에서 정확한 겔화점을 측정할 수 있습니다
✔ 실제 가공 조건을 더 정확하게 모델링할 수 있습니다

새로운 백서에 제시된 바와 같이, 서로 다른 주파수에서 진동하는 위상각의 수렴 현상을 통해 현장 Ionic 교환 과정 중 정확한 겔화점을 파악할 수 있습니다.

새로운 백서 다운로드: