Reologilösningar med öppen källkod av NETZSCH
Transformera testning av mjuka material med reodialys för NETZSCH Kinexus-reometer
Teknologi för reodialys: Ett nytt verktyg för karakterisering och testning av mjuka material i realtid.
Reodialys möjliggör realtidsförändringar av ett provs kemi genom att joner tillförs via ett membran till provet på en rotationsreometer.
Utforska den innovativa reodialysen som utvecklats av University of Liverpool(Dr. Anders Aufderhorst-Roberts, Lecturer Sustainable & Biological Materials at the School of Engineering) och Durham University (Prof.Anders Aufderhorst-Roberts, lektor i hållbara och biologiska material vid School of Engineering) och Durham University(Prof. John Girkin, professor i biofysik vid Department of Physics) i samarbete med NETZSCH, som erbjuder en aldrig tidigare skådad möjlighet att undersöka samspelet mellan kemiska miljöer och mekaniska krafter i mjuka material.
När ett material utsätts för en förändring i skjuvmiljön sammanfaller detta oftast direkt med en förändring i den kemiska miljön. Men kommersiella reometrar kan inte kontrollera skjuvning och kemi samtidigt och detta utgör en uppenbar blind fläck när det gäller att förstå bearbetningen av mjuka strukturerade material och deras slutanvändningsområden. Det är också en integrerad del av många biologiska processer.
Rheodialysis är en ny apparat som representerar vår gemensamma vision att ta itu med denna blinda fläck. Det är ett samarbete mellan mitt team, våra medarbetare vid Durham University och våra kollegor på NETZSCH. I stället för att kommersialisera den här enheten gör vi den helt och hållet fritt tillgänglig för alla intresserade användare. Om du tror att detta kan hjälpa dig att besvara nya forskningsfrågor vill vi gärna höra från dig. Vänligen kontakta oss nedan.
VARFÖR REODIALYS?
Mjuka material utsätts sällan för mekaniska krafter isolerat.
I verkliga processer förändras skjuvning och kemiska förhållanden samtidigt.
Hittills har kommersiella rotationsreometrar kunnat styra mekanisk belastning och töjning – men inte den kemiska miljön dynamiskt under testet. Detta har skapat en kunskapslucka när det gäller förståelsen av geler, biopolymerer, läkemedel, livsmedelssystem och biologiska material.
Med den nya Rheodialysis-lösningen för NETZSCH Kinexus rotationsreometer har denna lucka nu fyllts.
Tänk dig en alginathydrogel som används för att inkapsla en aktiv läkemedelssubstans.
Så snart materialet kommer i kontakt med kalciumjoner börjar det övergå från flytande form till gel. Samtidigt sker diffusionsprocesser, strukturen förändras och dess mekaniska egenskaper utvecklas kontinuerligt.
Hittills har forskare vanligtvis kunnat övervaka antingen de kemiska förändringarna eller den reologiska responsen. Att studera båda samtidigt under realistiska förhållanden har varit extremt utmanande.
Reodialys förändrar detta. Det gör det möjligt för forskare att i realtid observera hur ett material reagerar mekaniskt samtidigt som dess kemiska miljö förändras – vilket för laboratoriemätningarna mycket närmare verkliga förhållanden.
Begreppet förenar två begrepp:
- Reologi – läran om hur material flyter och deformeras
- Dialys – kontrollerad transport av molekyler genom ett membran
Precis som dialys gör det möjligt för vissa ämnen att passera genom ett membran medan andra hålls åtskilda, möjliggör reodialys ett kontrollerat kemiskt utbyte med ett prov under en reologisk mätning.
Detta gör det möjligt att efterlikna processer såsom jondiffusion, lösningsmedelsutbyte, enzymexponering, pH-förändringar eller näringstransport samtidigt som materialets beteende övervakas kontinuerligt.
Många mjuka material är utformade för att reagera på sin omgivning.
Till exempel:
Alginathydrogeler
Alginat, som utvinns ur tång, används i stor utsträckning inom läkemedelstillförsel, vävnadsteknik och cellinkapsling. Vid exponering för kalciumjoner gelbildas materialet genom en tvärbindnings Ionic. Rheodialys gör det möjligt för forskare att övervaka denna gelbildningsprocess i realtid samtidigt som de mäter de föränderliga viskoelastiska egenskaperna.
Studier av matsmältning
Livsmedelsstrukturer utsätts inte bara för mekanisk deformation under konsumtion. De utsätts samtidigt för förändrade pH-värden, salter och matsmältningsenzymer. Rheodialys gör det möjligt för forskare att studera hur livsmedels konsistens och struktur förändras under förhållanden som bättre efterliknar matsmältningen.
Läkemedelsformuleringar
Läkemedelstillförselssystem bygger ofta på diffusionsstyrda processer. Med reodialys kan forskare undersöka hur buffertlösningar, joner eller andra reagenser påverkar materialstrukturen och frisättningsbeteendet när mekaniska krafter tillförs.
Dessa exempel visar varför samtidig kontroll av kemi och skjuvning kan ge insikter som konventionella reologiska mätningar inte kan fånga upp.
Med reodialys kan forskare:
✔ Kontrollera kemiska diffusionshastigheter via pumpinställningar och koncentrations
✔ Identify a exakta geleringspunkter under Ionic utbyte
✔ Modellera verkliga processförhållanden mer exakt
Som framgår av den nya vitboken kan konvergensen av oscillerande fasvinklar vid olika frekvenser precisera den exakta geleringspunkten under in situ- Ionic sutbyte.
LADDA NER DEN NYA VITBOKEN:
Varför välja Rheodialysis för NETZSCH Kinexus?
Nästan alla mjuka material - biologiska eller industriella - är mycket känsliga för mekanisk StressSpänning definieras som en kraftnivå som appliceras på ett prov med ett väldefinierat tvärsnitt. (Spänning = kraft/area). Prover med cirkulärt eller rektangulärt tvärsnitt kan komprimeras eller sträckas. Elastiska material som gummi kan sträckas upp till 5 till 10 gånger sin ursprungliga längd.stress och sin kemiska omgivning. Detta reologisystem ger dig unika möjligheter att:
- Samtidigt kontrollera den kemiska miljön och de mekaniska krafterna i dina skjuvreometertester
- Övervaka realtidsförändringar i reologiska egenskaper, inklusive viskositet och skjuvspänning under dynamiska kemiska förändringar
- Förstå synergin mellan kemiska och mekaniska stimuli för mjuka fasta ämnen, geler och dispersioner
- Modellera realistiska processer som matsmältning, läkemedelsfrisättning och blodkoaguleringskinetik med automatiserad kemisk diffusionskontroll
Ta en titt på vårt white paper om du vill veta mer om reodialysstrategin:
De viktigaste fördelarna med reodialys
- Dynamisk kontroll av den kemiska miljön: Justera buffertar, lösningsmedel, syror eller enzymer exakt i den integrerade flödescellen i din Kinexus rotationsreometer
- Avancerad mätning av viskositet och mekaniska egenskaper: Spåra hur polymerer, hydrogeler, läkemedel, livsmedelsprodukter och formuleringar för personlig vård reagerar under kemisk och mekanisk StressSpänning definieras som en kraftnivå som appliceras på ett prov med ett väldefinierat tvärsnitt. (Spänning = kraft/area). Prover med cirkulärt eller rektangulärt tvärsnitt kan komprimeras eller sträckas. Elastiska material som gummi kan sträckas upp till 5 till 10 gånger sin ursprungliga längd.stress
- Sömlös integration: Utformad exklusivt för den modulära NETZSCH Kinexus-reometern med enkelt plug-and-play-kassettbyte för fleranvändarlaboratorier
- Automatiserad testning: Möjliggör automatiserad reologitestning under flera förhållanden, t.ex. i miljöer med varierande pH-värde, vilket sparar tid och ökar testnoggrannheten
- Mångsidig för biovetenskap och industriella tillämpningar: Från kontrollerad reagensfrisättning inom hälso- och sjukvård och läkemedel till simulering av matsmältning och analys av limslitage
Reodialys: En experimentell plattform för att ändra ett provs kemiska miljö under reologisk testning
Spjutspetsapplikationer för reodialysteknik
- Övervakning av polymerers geleringskinetik under kemiska initiatorer.
- Simulering av matsmältning och enzymexponering på strukturerade livsmedelsmaterial
- Övervakning av kontrollerad frisättning av reagenser i läkemedel under skjuvspänning.
- Reologisk respons hos krämer och kosmetika på salthalt och enzyminteraktion
- Förändringar i adhesiva egenskaper under kombinerat kemiskt och mekaniskt slitage
- Blodkoaguleringskinetik och reologi hos mjuka biologiska material
Läs även det här blogginlägget:
Varför ska du välja en NETZSCH Kinexus Shear Rheometer?
| Funktion | Fördelar |
|---|---|
| Modulär, öppen design med enkel tillgång till prover | Smidigt kassettbyte med särskilt reologitillbehör säkerställer snabba övergångar mellan tester |
| Optimerat reologitillbehör som endast passar för Kinexus | Eliminerar anpassningsutmaningar och garanterar exakta mätningar av kemisk-mekanisk koppling |
| Egenutvecklad programvara från rSpace styr automatiseringen | Synkroniserar förändringar i den kemiska miljön och reologiska mätningar för strömlinjeformade experiment |
| Hög känslighet och dubbelverkande skjuvning och axiell provning | Möjliggör omfattande undersökningar av komplexa vätskor, mjuka fasta ämnen och dispersioner |
Kontakta oss för att få veta mer
Upptäck hur reodialysteknik för din NETZSCH Kinexus-reometer kan revolutionera din reologiska testning av kemiskt känsliga mjuka material. Diskutera anpassade applikationer för innovationer inom läkemedel, sjukvård, livsmedel och materialvetenskap med våra experter!
Vanliga frågor om NETZSCH Rheometer Service
Ja - vi hjälper dig även med metodutveckling! Våra experter har djupgående kunskaper inom reologi och termisk analys och arbetar nära dig för att utforma den idealiska mätmetoden för din specifika applikation.
När metoden har utvecklats kan våra applikationslaboratorier på NETZSCH utföra kontraktstestning för ett brett spektrum av industrier och forskningscentra. Utrustade med toppmoderna reometrar och instrument för termisk analys säkerställer vi exakta och reproducerbara resultat som är skräddarsydda för dina behov.
Rådgör med våra experter för att utveckla den mätmetod som passar bäst för dina specifika behov.
Vi erbjuder:
- Installation och idrifttagning
- Omlokalisering av ditt instrument
- Underhåll och inspektion
- Kalibrering
- Reparation
- Omfattande utbildning från grundläggande till avancerad användning av instrumentet - på plats och online.
Observera att vår service kan variera från region till region. Vår fjärrtjänst är tillgänglig över hela världen.
Ja, vi erbjuder underhållsavtal för dina instrument i enlighet med olika regionala och individuella kundkrav. Kontakta gärna vår serviceavdelning eller ta en närmare titt på vår webbplats under Service-Level Agreement - NETZSCH Analyzing & Testing.
Dessutom erbjuder vi en obegränsad garanti för Kinexus Prime-instrument!
Vi erbjuder onlineutbildning via vår NETZSCH Online Academy (NOA), individuell distansutbildning och utbildning på plats hos dig eller i våra utbildningscenter. Kontakta bara din försäljningsrepresentant eller gå till Know-How - NETZSCH Analyzing & Testing.
