23.07.2026 by Aileen Sammler
Реодиализ: одновременный контроль химического состава и сдвиговой нагрузки с помощью реометра Kinexus « NETZSCH »
Как реагируют материалы при одновременном изменении химического состава и сдвига? Откройте для себя реодиализ с помощью реометра Kinexus « NETZSCH »!
Ознакомьтесь с новым решением для реодиализа
Мягкие материалы редко подвергаются воздействию механических сил в изоляции.
В реальных процессах сдвиг и химические изменения происходят одновременно.
До сих пор коммерческие ротационные реометры могли динамически контролировать механические напряжения и деформации во время испытания, но не химическую среду. Это создавало «слепое пятно» в понимании гелей, биополимеров, фармацевтических препаратов, пищевых систем и биологических материалов.
С новым реодиализа для NETZSCH ротационного реометра Kinexusэтот пробел был устранен.
Почему это важно?
Рассмотрим альгинатный гидрогель, используемый для инкапсуляции активного фармацевтического ингредиента.
Как только материал вступает в контакт с ионами кальция, он начинает превращаться из жидкости в гель. Одновременно происходят процессы диффузии, изменяется структура, а его механические свойства непрерывно меняются.
До сих пор исследователи, как правило, могли отслеживать либо химические изменения, либо реологическую реакцию. Одновременное изучение обоих процессов в реалистичных условиях оставалось чрезвычайно сложной задачей.
Реодиализ меняет эту ситуацию. Он позволяет исследователям наблюдать, как материал реагирует механически, пока его химическая среда меняется в режиме реального времени, что значительно приближает лабораторные измерения к реальным условиям.
Совместная инновационная инициатива: Ливерпульский и Даремский университеты и NETZSCH
Метод реодиализа был разработан Ливерпульским университетом (д-р Андерс Ауфдерхорст-Робертс) и Даремским университетом (проф. Джон Гиркин и д-р Лай Чжан) в тесном сотрудничестве с компанией « NETZSCH Analyzing & Testing».
Цель была ясна: обеспечить одновременный контроль химической среды и механических сил во время реологических испытаний. Вместо того чтобы коммерциализировать эту технологию в виде закрытой системы, партнеры выбрали подход с открытым исходным кодом, сделав эту концепцию доступной для научного сообщества.
Метод реодиализа решает фундаментальную проблему: химические и механические стимулы редко действуют независимо друг от друга. В биологических и промышленных системах они действуют синергически.
Что такое реодиализ?
Система реодиализа объединяет специально разработанную проточную ячейку с пористой мембраной, встроенную в основание ротационного реометра Kinexus компании NETZSCH.
Через эту мембрану в образец путем пассивной диффузии вводятся буферы, растворители, кислоты, ферменты и Ionic.
Одновременно проводятся стандартные реологические испытания — колебательные, сдвиговые, с регулируемым напряжением.
Результат:
Мониторинг реологических свойств в режиме реального времени при динамических изменениях химической среды.
Отсутствие повреждения образца в результате прямого прохождения потока. Отсутствие прерывания измерения.
Почему это называется реодиализом?
Почему это называется реодиализ?
Этот термин объединяет два понятия:
- Реология — наука, изучающая течение и деформацию веществ
- диализ — контролируемый перенос молекул через мембрану
Подобно тому, как диализ позволяет одним веществам проходить через мембрану, удерживая другие, реодиализ обеспечивает контролируемый химический обмен с образцом во время реологических измерений.
Это позволяет моделировать такие процессы, как диффузия ионов, обмен растворителями, воздействие ферментов, изменения pH или перенос питательных веществ, при этом непрерывно отслеживая поведение материала.
Почему это важно для мягких материалов
Практически все мягкие материалы чувствительны к:
- Механическим нагрузкам
- Химической среде
- Зависимые от времени диффузионные процессы
Примеры включают:
- образование и распад тромбов
- Гелеобразование альгината
- Пищеварение в условиях желудка
- Выделение лекарственного вещества под действием физиологического сдвига
- Воздействие солевого раствора или ферментов на кремы и косметические средства
Моделирование реальных технологических процессов на реометре
Многие мягкие материалы разработаны таким образом, чтобы реагировать на окружающую среду.
Например:
Альгинатные гидрогели
Альгинат, получаемый из морских водорослей, широко используется в системах доставки лекарств, тканевой инженерии и инкапсуляции клеток. При контакте с ионами кальция материал гелевит в результате сшивания по типу « Ionic ». Реодиализ позволяет исследователям отслеживать этот процесс гелеобразования в режиме реального времени, одновременно измеряя изменяющиеся вязкоупругие свойства.
Исследования пищеварения
Структурыпищевых продуктов во время потребления подвергаются не только механической деформации. Одновременно они подвергаются воздействию изменяющихся значений pH, солей и пищеварительных ферментов. Реодиализ позволяет исследователям изучать, как текстура и структура пищи изменяются в условиях, более близких к пищеварению.
Фармацевтические препараты
Системы доставки лекарственных средств часто основаны на процессах, управляемых диффузией. С помощью реодиализа исследователи могут изучать, как буферные растворы, ионы или другие реагенты влияют на структуру материала и характер высвобождения при воздействии механических сил.
Эти примеры демонстрируют, почему одновременный контроль химических процессов и сдвига позволяет получить информацию, которую не могут зафиксировать традиционные реологические измерения.
С помощью реодиализа исследователи могут:
✔ регулировать скорость химической диффузии с помощью настроек насоса и концентрации (
) ✔ определять точные точки гелеобразования с высокой точностью ( Identify ) во время обмена на месте ( Ionic ) (
) ✔ более точно моделировать реальные условия технологической обработки
Как показано в новом техническом документе, сходимость фазовых углов колебаний при разных частотах позволяет точно определить точку гелеобразования во время обмена на месте ( Ionic ).
Скачайте технический документ здесь:
Основные преимущества реометра Kinexus от компании « NETZSCH »
Система Rheodialysis разработана исключительно для модульной платформы Kinexus:
- Беспроблемная интеграция в существующие системы
- Высокая чувствительность при измерении сдвиговых и осевых нагрузок
- Концепция картриджей типа «plug-and-play» для лабораторий с несколькими пользователями
Она превращает стандартный реометр в платформу для динамических химико-реологических испытаний.
Таким образом, реодиализ открывает новые возможности для:
- Мониторинга кинетики гелеобразования полимеров
- Моделированию переваривания продуктов со сложной структурой
- Исследованию механизмов высвобождения фармацевтических веществ
- Изучения деградации адгезивов под воздействием комбинированной химической и механической нагрузки
- Исследованию реакции биологических материалов в контролируемых условиях
Это открывает новые экспериментальные возможности: испытание материалов в условиях, в которых они фактически используются.
Узнайте больше из официального документа
Полная техническая информация, описание экспериментальной установки и примеры применения приведены в новом техническом документе:
Настройка, интеграция, инновации
В области реологических испытаний не существует универсального подхода. Именно поэтому NETZSCH ротационный реометр Kinexus создан как открытая платформа, обеспечивающая максимальную гибкость:
✔️ Интеграция сторонних инструментов.
✔️ Подключение нестандартных аксессуаров.
✔️ Совместная разработка новых программных решений вместе с нашими экспертами NETZSCH.
Реодиализ — это лишь один из примеров того, что становится возможным благодаря тесному сотрудничеству между исследовательскими командами и промышленностью. Если вы хотите, чтобы ваше приложение стало следующим примером инновационного решения, свяжитесь с нами!
