23.07.2026 by Aileen Sammler
Reodializa: Controlul simultan al parametrilor chimici și al forței de forfecare cu ajutorul reometrului Kinexus de la NETZSCH
Cum reacționează materialele atunci când compoziția chimică și forța de forfecare se modifică simultan? Descoperiți reodializa cu reometrul Kinexus de la NETZSCH!
Descoperiți noua soluție de reodializă
Materialele moi sunt rareori supuse forțelor mecanice în mod izolat.
În procesele reale, forțele de forfecare și condițiile chimice se modifică simultan.
Până acum, reometrele rotaționale disponibile pe piață puteau controla dinamic tensiunea și deformația mecanică, dar nu și mediul chimic în timpul testului. Acest lucru a creat un punct mort în înțelegerea gelurilor, a biopolimerilor, a produselor farmaceutice, a sistemelor alimentare și a materialelor biologice.
Cu noul Rheodialysis pentru NETZSCH reometrul rotativ Kinexus, această lacună a fost eliminată.
De ce este important acest lucru?
Să luăm în considerare un hidrogel de alginat utilizat pentru încapsularea unui ingredient farmaceutic activ.
Imediat ce materialul intră în contact cu ionii de calciu, acesta începe să se transforme dintr-o stare lichidă într-una de gel. În același timp, au loc procese de difuzie, structura se modifică, iar proprietățile sale mecanice evoluează continuu.
Până acum, cercetătorii puteau monitoriza, de obicei, fie schimbările chimice, fie răspunsul reologic. Studierea simultană a ambelor aspecte în condiții realiste rămânea o provocare extrem de dificilă.
Reodializa schimbă această situație. Ea le permite cercetătorilor să observe modul în care un material răspunde din punct de vedere mecanic în timp ce mediul său chimic evoluează în timp real – aducând măsurătorile de laborator mult mai aproape de condițiile din lumea reală.
O inițiativă de inovare colaborativă: Universitățile din Liverpool și Durham și NETZSCH
Tehnologia reodializei a fost dezvoltată de Universitatea din Liverpool (dr. Anders Aufderhorst-Roberts) și Universitatea din Durham (prof. John Girkin și dr. Lai Zhang) în strânsă colaborare cu NETZSCH Analyzing & Testing.
Obiectivul a fost clar: să permită controlul simultan al mediului chimic și al forțelor mecanice în timpul testării reologice. În loc să comercializeze sistemul ca unul închis, partenerii au ales o abordare de tip open-source – făcând conceptul accesibil comunității de cercetare.
Tehnica reodializei abordează o provocare fundamentală: stimulii chimici și mecanici acționează rareori independent. În sistemele biologice și industriale, aceștia acționează în sinergie.
Ce este reodializa?
Reodializa integrează o celulă de curgere proiectată special, prevăzută cu o membrană poroasă, în baza unui reometru rotativ Kinexus de la NETZSCH.
Prin această membrană , tampoanele, solvenții, acizii, enzimele și substanțele „ Ionic ” sunt introduse în probă prin difuzie pasivă.
În același timp, se efectuează teste reologice standard – oscilatorii, de forfecare, controlate de tensiune.
Rezultatul:
Monitorizarea în timp real a proprietăților reologice în timp ce mediul chimic se modifică dinamic.
Nicio deteriorare a probei din cauza fluxului direct. Nicio întrerupere a măsurării.
De ce se numește reodializă?
De ce se numește reodializă?
Termenul combină două concepte:
- Reologia – studiul modului în care materialele curg și se deformează
- Dializa – transportul controlat al moleculelor printr-o membrană
La fel cum dializa permite trecerea unor substanțe printr-o membrană, menținând în același timp alte substanțe separate, reodializa permite un schimb chimic controlat cu o probă în timpul unei măsurători reologice.
Acest lucru face posibilă simularea unor procese precum difuzia ionilor, schimbul de solvenți, expunerea la enzime, modificările de pH sau transportul nutrienților, în timp ce se monitorizează continuu comportamentul materialului.
De ce este important acest lucru pentru materialele moi
Aproape toate materialele moi sunt sensibile la:
- Solicitări mecanice
- Mediul chimic
- Proceselor de difuzie dependente de timp
Exemple includ:
- Formarea și degradarea cheagurilor de sânge
- Gelificarea alginatului
- Digestia alimentelor în condiții gastrice
- Eliberarea medicamentelor sub acțiunea forței de forfecare fiziologice
- Creme și produse cosmetice expuse la salinitate sau enzime
Integrarea proceselor din lumea reală în reometru
Multe materiale moi sunt concepute să reacționeze la mediul înconjurător.
De exemplu:
Hidrogeluri de alginat
Alginatul, derivat din alge marine, este utilizat pe scară largă în administrarea medicamentelor, ingineria țesuturilor și încapsularea celulelor. În timpul expunerii la ioni de calciu, materialul se gelifică printr-o rețea de legături încrucișate de tip „ Ionic ”. Reodializa permite cercetătorilor să monitorizeze acest proces de gelificare în timp real, măsurând în același timp proprietățile viscoelastice în evoluție.
Studii privind digestia alimentelor
Structurile alimentelor nu suferă doar deformări mecanice în timpul consumului. Ele sunt expuse simultan la valori variabile ale pH-ului, la săruri și la enzime digestive. Reodializa le permite cercetătorilor să studieze modul în care textura și structura alimentelor se modifică în condiții care seamănă mai mult cu procesul de digestie.
Formulări farmaceutice
Sistemele de administrare a medicamentelor se bazează adesea pe procese controlate prin difuzie. Cu ajutorul reodializei, cercetătorii pot investiga modul în care soluțiile tampon, ionii sau alți reactivi influențează structura materialului și comportamentul de eliberare în timp ce se aplică forțe mecanice.
Aceste exemple demonstrează de ce controlul simultan al proceselor chimice și al forțelor de forfecare poate oferi informații pe care măsurătorile reologice convenționale nu le pot surprinde.
Cu ajutorul reodializei, cercetătorii pot:
✔ Să controleze ratele de difuzie chimică prin setările pompei și concentrarea
✔ Să Identify puncte precise de gelificare în timpul schimbului Ionic
✔ Să modeleze mai precis condițiile de procesare din lumea reală
Așa cum se arată în noul document tehnic, convergența unghiurilor de fază oscilatorii la frecvențe diferite poate identifica cu precizie punctul exact de gelificare în timpul schimbului de Ionic in situ.
Descărcați documentul tehnic de aici:
Avantajele principale ale reometrului Kinexus de la NETZSCH
Rheodializa este concepută exclusiv pentru platforma modulară Kinexus:
- Integrare perfectă în sistemele existente
- Sensibilitate ridicată pentru măsurători de forfecare și axiale
- Concept de cartuș „plug-and-play” pentru laboratoarele cu mai mulți utilizatori
Transformă un reometru standard într-o platformă dinamică de testare chimico-reologică.
Astfel, reodializa deschide noi posibilități pentru:
- Monitorizarea cineticii de gelificare a polimerilor
- Simularea digestiei alimentelor structurate
- Investigarea mecanismelor de eliberare a substanțelor farmaceutice
- Studierea degradării adezivilor sub acțiunea combinată a solicitărilor chimice și mecanice
- Explorarea răspunsului materialelor biologice în medii controlate
Aceasta deschide o nouă dimensiune experimentală: testarea materialelor în condițiile în care sunt utilizate în realitate.
Aflați mai multe din documentul tehnic
Informațiile tehnice complete, configurația experimentală și exemplele de aplicare sunt descrise în noul document tehnic:
Personalizează, integrează, inovează
Nu există o soluție universală în ceea ce privește testarea reologică. De aceea, NETZSCH reometrul rotativ Kinexus este conceput ca o platformă deschisă, proiectată pentru flexibilitate maximă:
✔️ Integrați instrumente de la terți.
✔️ Montați accesorii personalizate.
✔️ Dezvoltați împreună noi soluții software alături de experții noștri NETZSCH.
Reodializa este doar un exemplu al posibilităților oferite de colaborarea strânsă dintre echipele de cercetare și industria de profil. Dacă doriți ca aplicația dumneavoastră să fie următorul studiu de caz privind inovația, contactați-ne!
