การโซนิเคชันเปิดเส้นทางใหม่ในเคมีซูปรามอโมเลกุล
เคมีซูปรามอเลกุลาร์ขึ้นอยู่กับการปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนและย้อนกลับได้: พันธะไฮโดรเจน, การเรียงซ้อนแบบ π–π, แรงแวนเดอร์วาลส์, ผลกระทบจากสารละลายที่ไม่ชอบและ การรับรู้เชิงอสมมาตร การปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ทำให้โมเลกุลสามารถจัดระเบียบตัวเองเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้น เช่น เส้นใย, แท่ง, เจล, กลุ่มก้อน และพอลิเมอร์ซูปรามอเลกุลาร์ สำหรับนักเคมีและวิศวกรเคมี ความท้าทายไม่ได้อยู่เพียงแค่การสร้างโครงสร้างดังกล่าวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการควบคุมว่าโครงสร้างใดจะเกิดขึ้น ความเร็วในการเกิดขึ้น และว่ามันจะยังคงอยู่ในสถานะที่ถูกกักขังทางจลนศาสตร์หรือไปถึงสถานะที่เสถียรที่สุดทางอุณหพลศาสตร์
ผลกระทบของคลื่นเสียงความถี่สูงในเคมี: การควบคุมการประกอบตัวเองของโครงสร้างเหนือโมเลกุลด้วยคลื่นเสียง
การศึกษาทางวิทยาศาสตร์โดย Wehner และคณะ (2020) ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications แสดงให้เห็นว่าการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงสามารถเป็นกระตุ้นภายนอกที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมเส้นทางของการประกอบตัวเองในเคมีเหนือโมเลกุล นักวิจัยได้ศึกษาส่วนผสมของโมเลกุลเพอริลีนบิสอิไมด์ที่มีศูนย์สมมาตรแบบราซีมิก และแสดงให้เห็นว่าการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงสามารถชี้นำการเกิดของสารโพลีมอร์ฟซูปรามอโมเลกุลที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับสภาวะของคลื่นเสียง ระบบสามารถผลิตโครงสร้างที่ประกอบตัวเองได้หลากหลายรูปแบบ รวมถึงกลุ่มก้อนที่ควบคุมด้วยจลนศาสตร์และพอลิเมอร์ซูปรามอโมเลกุลแบบราซีมิกที่มีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์ การศึกษาได้ใช้เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก Hielscher UP50H อย่างชัดเจนสำหรับการอัลตราโซนิเคชัน โดยทำงานที่ความถี่ 30 กิโลเฮิรตซ์ กำลัง 50 วัตต์ และแอมพลิจูด 100%
ผลลัพธ์นี้มีความเกี่ยวข้องอย่างมากกับเคมีวัสดุสมัยใหม่ เนื่องจากแสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์ไม่ได้เป็นเพียงเครื่องมือสำหรับการผสมหรือกระจายตัวเท่านั้น ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน การโซนิเคชันสามารถทำหน้าที่เป็นพารามิเตอร์กระบวนการสำหรับการควบคุมเส้นทางโมเลกุลได้
ทำไมผลกระทบของอัลตราโซนิกจึงมีความสำคัญในเคมี
ผลกระทบของอัลตราโซนิกในเคมีเกิดจากการเกิดโพรงเสียงเป็นหลัก เมื่ออัลตราซาวนด์ความเข้มสูงถูกนำเข้าสู่ของเหลว วงจรความดันสลับจะสร้างฟองโพรงเสียงขนาดจุลภาค การเติบโตและการยุบตัวของฟองเหล่านี้ก่อให้เกิดสภาวะพลังงานสูงเฉพาะที่ การไหลเวียนขนาดเล็กอย่างเข้มข้น ความชันแรงเฉือนสูง และการถ่ายเทมวลที่มีประสิทธิภาพ ในกระบวนการทางเคมีและวัสดุศาสตร์ ผลกระทบเหล่านี้สามารถส่งผลต่อการเกิดนิวเคลียส การรวมตัว การเกิดอนุภาค การกระจายตัว การตกผลึก และการจัดเรียงตัวเอง
ในเคมีซูปรามอเลกุลาร์ สิ่งนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งเนื่องจากระบบหลายระบบขึ้นอยู่กับเส้นทาง การที่โมเลกุลเดียวกันสามารถประกอบตัวเป็นพอลิมอร์ฟต่างกันได้ขึ้นอยู่กับลำดับและความเข้มของการป้อนพลังงาน อุณหภูมิ ความเข้มข้น องค์ประกอบของตัวทำละลาย และเวลา การทำโซนิเคชันเป็นวิธีที่สามารถควบคุมได้ในการนำพลังงานเชิงกลเข้าสู่ระบบโดยไม่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลของหน่วยพื้นฐาน
สำหรับวิศวกรเคมี นี่คือข้อได้เปรียบที่ชัดเจน: คลื่นเสียงความถี่สูงสามารถปรับพารามิเตอร์ได้ ความถี่, กำลัง, โซโนโทรด, รูปทรงของถังปฏิกรณ์, อุณหภูมิ, ระยะเวลาการอยู่, ความดัน, และอัตราการไหลสามารถปรับ, ตรวจสอบ, และถ่ายทอดจากการทดสอบความเป็นไปได้ไปสู่ปริมาณการผลิตที่ใหญ่ขึ้นได้
โซนิเคชันเป็นเครื่องมือสำหรับการควบคุมการประกอบตัวเอง
การศึกษาครั้งนี้ได้ตรวจสอบการประกอบตัวเองของสารผสมแบบเรซิมิกของโมเลกุลเพอริลีนบิสอิมิดที่มีโครงสร้างเอ็นแยนทิโอเมอร์สองชนิด ในกรณีที่ไม่มีสิ่งกระตุ้นภายนอกที่เหมาะสม ระบบดังกล่าวอาจดำเนินไปตามเส้นทางการรวมตัวที่ชอบหรือติดอยู่ในสถานะกึ่งเสถียรได้ ด้วยการประยุกต์ใช้การสั่นด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่ควบคุมได้ นักวิจัยสามารถสร้างผลลัพธ์ระดับซูเปอร์โมเลกุลที่แตกต่างกันได้
ข้อค้นพบที่สำคัญนั้นเรียบง่ายแต่ทรงพลัง: การทำโซนิเคชันเปลี่ยนเส้นทางการประกอบตัวเอง ที่อุณหภูมิและความเข้มข้นเฉพาะ คลื่นเสียงอัลตราโซนิกกำลังสูงส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงจากสถานะการรวมตัวหนึ่งไปสู่อีกสถานะหนึ่ง ภายใต้สภาวะการโซนิเคชันเชิงจลนศาสตร์ ระบบก่อตัวเป็นกลุ่มสารเหนือโมเลกุลแบบรวมตัวกัน ภายใต้สภาวะการโซนิเคชันเชิงอุณหพลศาสตร์ ระบบก่อตัวเป็นพอลิเมอร์เหนือโมเลกุลแบบเรซิมิกที่มีรูปร่างแตกต่างและมีความเสถียรสูงกว่า
ผลกระทบทางวิทยาศาสตร์อยู่ที่ความสามารถในการมีอิทธิพลต่อการที่การรวมตัวแบบโฮโมไคแรลหรือเฮเทอโรไคแรลจะมีความโดดเด่นเหนือกว่า ผลกระทบทางอุตสาหกรรมอยู่ที่แนวคิดที่กว้างขึ้น: การใช้อัลตราซาวนด์สามารถช่วยกำหนดทิศทางการจัดระเบียบของโมเลกุล ไม่ใช่เพียงแค่เร่งกระบวนการเท่านั้น
นี่เกี่ยวข้องกับ:
- โพลีเมอร์ซูปรามอโมเลกุลาร์และวัสดุอินทรีย์ที่มีฟังก์ชัน
- การวิจัยการรวมตัวแบบมีอคติและการแยกเรซิเมต
- การตกผลึกและการคัดกรองรูปแบบหลายรูป
- การเกิดของเส้นใยนาโน, แท่งนาโน และกลุ่มสารสี
- การพัฒนาสูตรและการแปรรูปวัสดุขั้นสูง
- การขยายขนาดกระบวนการทางเคมีที่ใช้คลื่นเสียงความถี่สูง
บทบาทของเครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher ในเคมีซูปราโมเลกุล
สำหรับการทดลอง ทำการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงด้วยเครื่อง Hielscher UP50H ซึ่งเป็นเครื่องประมวลผลคลื่นเสียงความถี่สูงแบบกะทัดรัดสำหรับห้องปฏิบัติการ เครื่อง UP50H เป็นเครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบกำลัง 50 วัตต์ ความถี่ 30 กิโลเฮิรตซ์ ออกแบบมาสำหรับตัวอย่างขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการ และใช้ในห้องปฏิบัติการทางเคมี ชีววิทยา การแพทย์ และการวิเคราะห์ Hielscher อธิบายว่า UP50H เหมาะสำหรับการใช้งานแบบมือถือหรือแบบตั้งโต๊ะ และเหมาะสำหรับงานต่างๆ เช่น การกระจายตัว การละลาย การผสมน้ำนม และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของตัวอย่างขนาดเล็ก
ในการศึกษานี้ UP50H ได้ให้พลังงานอัลตราโซนิกที่จำเป็นในการกระตุ้นและชี้นำการเปลี่ยนแปลงของสารรวมระดับเหนือโมเลกุล ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประเด็นสำคัญในทางปฏิบัติสำหรับนักเคมี: การทำโซนิเคชันในห้องปฏิบัติการที่มีปริมาณน้อยสามารถเปิดเผยหน้าต่างกระบวนการที่ยากต่อการระบุโดยการกวน การให้ความร้อน หรือการปล่อยทิ้งไว้ตามธรรมชาติเพียงอย่างเดียว
สำหรับเคมีซูปรามอเลกุลาร์ โซนิเคเตอร์แบบหัววัด เช่น UP50H สามารถใช้ไม่เพียงแต่สำหรับการเตรียมตัวอย่างเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นตัวแปรทดลองเชิงรุกได้อีกด้วย โดยการเปลี่ยนอุณหภูมิและระยะเวลาของการโซนิค นักวิจัยสามารถศึกษาสภาวะทางจลนศาสตร์และเทอร์โมไดนามิกส์ คัดกรองเส้นทางการรวมตัว และระบุสารโพลีมอร์ฟที่อยู่ในสถานะกึ่งเสถียรหรือเสถียร
การศึกษาทางสเปกโทรสโกปีของสารผสมเรซิมิกของ (R,R)- และ (S,S)-PBI โครงสร้างทางเคมีของ (R,R)- และ (S,S)-PBI และภาพแสดงเชิงแผนผังของการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบซูเปอร์โมเลกุลที่เกิดจากคลื่นอัลตราซาวด์ของสารผสมเรซิมิกของ (R,R)- และ (S,S)-PBI เข้าไปในกลุ่มรวม Con-Agg 1 และ Con-Agg 2 และโพลิเมอร์ซูปรามอโมเลกุลาร์แบบเรซิม Rac-Agg 4
การศึกษาและแผนงาน: ©Wehner et al., 2020
จากการค้นพบในห้องปฏิบัติการสู่การประมวลผลด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่สามารถขยายขนาดได้
ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher คือการมีอุปกรณ์อัลตราโซนิกครอบคลุมตลอดทั้งกระบวนการพัฒนา: ตั้งแต่เครื่องมือห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงระบบตั้งโต๊ะและเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรม Hielscher นำเสนอเครื่องอัลตราโซนิกและโพรบสำหรับการประมวลผลของเหลวตั้งแต่ระดับห้องปฏิบัติการไปจนถึงระดับการผลิต โดยมีแอปพลิเคชันรวมถึงการประมวลผลทางเคมี การลดขนาดอนุภาค การสกัด การกระจายตัว และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
สิ่งนี้มีความสำคัญเพราะการค้นพบทางโซโนเคมีหรือซูปรามอเลกุลาร์ที่มีแนวโน้มดีจำนวนมากไม่สามารถก้าวข้ามขีดจำกัดของห้องปฏิบัติการได้ เมื่อกระบวนการไม่สามารถทำซ้ำได้ในขนาดที่ใหญ่ขึ้น แนวทางของ Hielscher ในการพัฒนาขบวนการด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (ultrasonic) นั้นตั้งอยู่บนพื้นฐานของพารามิเตอร์ที่สามารถควบคุมได้และการกำหนดค่าอุปกรณ์ที่สามารถปรับขนาดได้ เมื่อได้ระบุขอบเขตของขบวนการด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่มีประสิทธิภาพแล้ว ขบวนการดังกล่าวสามารถถ่ายโอนไปยังระบบคลื่นเสียงความถี่สูงที่ใหญ่ขึ้นได้โดยรักษาปริมาณพลังงานที่ป้อนเข้าและเงื่อนไขการประมวลผลที่เกี่ยวข้อง
สำหรับผู้ใช้ในอุตสาหกรรม นี่หมายความว่าโซนิเคชันสามารถพิจารณาได้ไม่เพียงแต่เป็นวิธีการวิจัยเท่านั้น แต่ยังเป็นเทคโนโลยีกระบวนการอีกด้วย
การสั่นสะเทือนแบบอินไลน์สำหรับการผลิตสารเคมีอย่างต่อเนื่อง
การโซนิเคชันแบบแบตช์มีประโยชน์สำหรับการคัดกรองในห้องปฏิบัติการและการปรับให้เหมาะสมในปริมาณเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม การผลิตทางเคมีมักต้องการการทำงานอย่างต่อเนื่อง ความสามารถในการทำซ้ำ และระยะเวลาการพักที่กำหนดไว้ ระบบอัลตราโซนิกของ Hielscher รองรับการโซนิเคชันแบบอินไลน์ ซึ่งของเหลวจะถูกสูบผ่านเซลล์การไหลหรือเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกและสัมผัสกับสนามคาวิเทชันภายใต้สภาวะที่ควบคุมได้
การสั่นสะเทือนแบบอินไลน์สามารถทำงานในโหมดผ่านครั้งเดียวหรือโหมดหมุนเวียน ทำให้ของเหลวผ่านโซนการบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงหนึ่งครั้งหรือหลายครั้ง Hielscher ระบุว่าเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกของบริษัทมีให้เลือกทั้งสำหรับการประมวลผลแบบเป็นชุดและแบบต่อเนื่องในสายการผลิต ตั้งแต่หน่วยทดลองในห้องปฏิบัติการและบนโต๊ะทำงานไปจนถึงระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ
สำหรับเคมีเหนือโมเลกุลและวิศวกรรมเคมี การใช้อัลตราซาวนด์แบบอินไลน์มีข้อดีหลายประการ:
- ควบคุมระยะเวลาการพักในบริเวณเกิดโพรงอากาศ
- การปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำได้เมื่อเปรียบเทียบกับการกวนแบบเป็นชุดที่ไม่มีการควบคุม
- การจัดการความร้อนที่ดีขึ้นผ่านเซลล์การไหลและการระบายความร้อนภายนอก
- การประมวลผลอย่างต่อเนื่องสำหรับปริมาณที่มากขึ้น
- การผสานรวมเข้ากับสายการผลิตเคมีที่มีอยู่เดิมได้ง่ายขึ้น
- ปรับความเข้มของการรักษาให้เหมาะสมได้โดยการปรับอัตราการไหล, ความกว้างของคลื่น และการกำหนดค่าของเครื่องปฏิกรณ์
ในเคมีที่ขึ้นอยู่กับเส้นทางปฏิกิริยา พารามิเตอร์เหล่านี้อาจมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากระบบซูปรามอเลกุลาร์ตอบสนองต่อการสั่นสะเทือนด้วยคลื่นเสียงความเข้มสูงและระยะเวลาสั้นแตกต่างจากการสั่นสะเทือนด้วยคลื่นเสียงความเข้มต่ำและระยะเวลาที่ยาวนาน การประมวลผลแบบอินไลน์จะมอบกรอบทางวิศวกรรมในการกำหนดและทำซ้ำการสัมผัสดังกล่าวได้
การเพิ่มขนาดเชิงเส้น: จากการคัดกรองด้วยโซโนเคมีสู่การผลิต
เทคโนโลยีอัลตราโซนิกของ Hielscher ได้รับการออกแบบมาสำหรับการขยายขนาดจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการผลิตในระดับอุตสาหกรรม สำหรับระบบขนาดใหญ่ สามารถปรับค่าพารามิเตอร์กระบวนการ เช่น ความกว้างของคลื่น ความดัน และอุณหภูมิ ให้เหมาะสมในชุดทดลองขนาดเล็กก่อน แล้วจึงนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่มีกำลังการผลิตสูงขึ้น Hielscher อธิบายประสิทธิภาพของกระบวนการอัลตราโซนิกว่าสามารถปรับขนาดได้อย่างเป็นเส้นตรงหลังจากกำหนดค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดแล้ว
ความสามารถในการขยายขนาดเชิงเส้นนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับนักเคมีและวิศวกรกระบวนการที่ทำงานกับระบบซูปราโมเลกุลที่ไวต่อสิ่งกระตุ้น วัสดุที่ประกอบตัวเองมักขึ้นอยู่กับช่วงกระบวนการที่แคบ การเปลี่ยนแปลงความเข้มของการผสม เวลาการพัก โปรไฟล์อุณหภูมิ หรือความหนาแน่นของพลังงานสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างของผลิตภัณฑ์ได้ ระบบอัลตราโซนิกที่สามารถปรับขนาดได้ช่วยลดความเสี่ยงนี้โดยการรักษาเงื่อนไขการโซนิคที่ชัดเจนในขณะที่กระบวนการเปลี่ยนจากมิลลิลิตรเป็นลิตรและในที่สุดก็ถึงอัตราการไหลในระดับการผลิต
Hielscher ยังมีเครื่องปฏิกรณ์อินไลน์สำหรับอุตสาหกรรม เช่น MultiSonoReactor สำหรับการโซนิเคชันแบบอินไลน์ที่มีประสิทธิภาพสูง ระบบเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานต่างๆ รวมถึงการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การผสม การกระจายตัว การสกัด และปฏิกิริยาโซนิเคมิคอล
ความเกี่ยวข้องทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมของสารโพลีมอร์ฟซูปรามอเลกุลาร์ที่สังเคราะห์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง
การศึกษาเกี่ยวกับการควบคุมการเกิดพอลิโมร์ฟิซึมแบบซูปรามอเลกุลาร์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีความสำคัญเนื่องจากแสดงให้เห็นว่าผลกระทบของคลื่นเสียงความถี่สูงในทางเคมีสามารถนำมาใช้เพื่อเข้าถึงสถานะของวัสดุที่แตกต่างกันจากระบบโมเลกุลเดียวกันได้ แทนที่จะเปลี่ยนแปลงโมเลกุล นักวิจัยได้เปลี่ยนแปลงเงื่อนไขของกระบวนการแทน นี่คือจุดที่การสั่นด้วยคลื่นเสียงกลายเป็นที่น่าสนใจสำหรับเคมีอุตสาหกรรม: มันสามารถปรับปรุงผลลัพธ์ได้ผ่านการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการแทนที่จะเพิ่มขั้นตอนสังเคราะห์เพิ่มเติม
สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ผลการค้นพบนี้ช่วยเพิ่มความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการประกอบตัวเองแบบมีอคติ (chiral self-assembly) การดักจับเชิงจลนศาสตร์ (kinetic trapping) การควบคุมเชิงอุณหพลศาสตร์ (thermodynamic control) และภูมิทัศน์พลังงานระดับเหนือโมเลกุล (supramolecular energy landscapes) สำหรับอุตสาหกรรม หลักการเดียวกันนี้อาจช่วยสนับสนุนการคัดกรองผลึกหลายรูปแบบ (polymorphs) ที่ดีขึ้น การพัฒนาวัสดุที่มีฟังก์ชันการทำงานได้เร็วขึ้น การควบคุมรูปร่างของสารรวมตัว (aggregate morphology) ได้ดีขึ้น และการผลิตระบบเคมีขั้นสูงที่สามารถทำซ้ำได้มากขึ้น
ในทางปฏิบัติ การโซนิเคชันอาจช่วยนักเคมีและวิศวกรเคมี:
- เร่งการเปลี่ยนแปลงการประกอบตัวเอง
- ส่งเสริมเส้นทางการรวมตัวที่ไม่สามารถเข้าถึงได้
- ปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำในระบบที่ขึ้นกับเส้นทาง
- ลดการพึ่งพาเวลาในการปรับสมดุลที่ยาวนาน
- สภาวะของผลิตภัณฑ์ทางจลนศาสตร์และเทอร์โมไดนามิกส์
- นำผลการทดลองในห้องปฏิบัติการที่มีแนวโน้มดีไปใช้ในกระบวนการผลิตจริง
การประมวลผลด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นเทคโนโลยีที่เอื้ออำนวย
อัลตราซาวด์กำลังสูงเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยเสริมศักยภาพสำหรับเคมีระดับเหนือโมเลกุล การป้อนพลังงานเสียงอย่างมีการควบคุมสามารถส่งผลต่อการจัดเรียงตัวของโมเลกุลในระบบที่ซับซ้อน และเปิดโอกาสให้เข้าถึงโครงสร้างที่ยากต่อการได้มาด้วยวิธีการกวนแบบดั้งเดิมหรือการให้ความร้อนเพียงอย่างเดียว
ด้วยเครื่อง Hielscher UP50H การศึกษาที่อ้างถึงนี้แสดงให้เห็นถึงคุณค่าของการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงในห้องปฏิบัติการที่มีความแม่นยำสำหรับการวิจัยพื้นฐานด้านซูเปอร์โมเลกุล ด้วยเครื่องโซนิคเกอร์ขนาดตั้งโต๊ะและอุตสาหกรรมที่มีขนาดใหญ่ขึ้นของ Hielscher แพลตฟอร์มเทคโนโลยีเดียวกันนี้สามารถขยายไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ การบำบัดแบบอินไลน์ และการขยายขนาดเชิงเส้นได้
สำหรับนักเคมี สิ่งนี้เปิดเส้นทางใหม่ในการทดลองสำหรับการจัดเรียงตัวเองและการควบคุมรูปแบบหลายรูปแบบ สำหรับวิศวกรเคมี มันเป็นเครื่องมือกระบวนการที่สามารถปรับขนาดได้สำหรับการแปลผลกระทบของคลื่นเสียงอัลตราโซนิกในเคมีให้เป็นกลยุทธ์การผลิตที่เชื่อถือได้
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 0.5 ถึง 1.5 มล. | ไม่ | ไวอัลทวีตเตอร์ |
| 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15 ลิตร / นาที | UIP6000hdT |
| ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000hdT |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000hdT |
การออกแบบ การผลิต และการให้คําปรึกษา – คุณภาพ ผลิตในประเทศเยอรมนี
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher เป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบสูงสุด ความทนทานและใช้งานง่ายช่วยให้สามารถรวมเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น สภาพที่ขรุขระและสภาพแวดล้อมที่ต้องการสามารถจัดการได้ง่ายโดยเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher
Hielscher Ultrasonics เป็น บริษัท ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และให้ความสําคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีเทคโนโลยีล้ําสมัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกําหนดของ UL, CSA และ RoHs
คําถามที่พบบ่อย
เคมีซูปรามอเลกุลาร์คืออะไร?
เคมีซูปรามอเลกุลาร์เป็นสาขาหนึ่งของเคมีที่ศึกษาเกี่ยวกับระบบโมเลกุลที่มีการจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบซึ่งเกิดขึ้นผ่านปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โควาเลนต์ เช่น พันธะไฮโดรเจน, การเรียงตัวแบบ π–π, ปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าสถิต, การประสานกับโลหะ, แรงแวนเดอร์วาลส์ และผลของแรงผลักระหว่างกลุ่มที่ชอบน้ำ เน้นที่วิธีที่โมเลกุลจดจำ, จับตัวกัน และจัดเรียงตัวเองเป็นโครงสร้างที่มีหน้าที่การทำงานขนาดใหญ่ขึ้นโดยไม่ก่อให้เกิดพันธะโควาเลนต์ถาวร
โพลีเมอร์ซูปรามอโมเลกุลคืออะไร?
โพลีเมอร์ซูปรามอเลกุลาร์เป็นโครงสร้างคล้ายโพลีเมอร์ซึ่งหน่วยโมโนเมอร์ถูกเชื่อมต่อกันโดยปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์แบบย้อนกลับได้ แทนที่จะเป็นพันธะโควาเลนต์ เนื่องจากปฏิสัมพันธ์เหล่านี้สามารถแตกและก่อตัวใหม่ได้ โพลิเมอร์เหนือโมเลกุลจึงมักแสดงพฤติกรรมที่เปลี่ยนแปลงได้ ตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้น และสามารถซ่อมแซมตัวเองได้ ซึ่งทำให้พวกมันมีความสำคัญต่อวัสดุขั้นสูง นาโนเทคโนโลยี และวัสดุอ่อนเชิงฟังก์ชัน
เรซเมตคืออะไร?
แรซีมแมต หรือสารผสมแรซิมิก คือสารผสมที่มีเอ็นแคนทิโอเมอร์สองชนิดของสารคีแรลในปริมาณเท่ากัน เนื่องจากเอ็นแคนทิโอเมอร์ทั้งสองหมุนแสงโพลาไรซ์ระนาบในทิศทางตรงข้ามกันแต่ในปริมาณเท่ากัน สารผสมแรซิมิกจึงมักไม่มีสมบัติทางแสงโดยรวม
Racemic หมายถึงอะไร?
เรซิมิค หมายถึง ตัวอย่างที่มีทั้งรูปแบบเอ็นทานิโอเมอริกของโมเลกุลที่มีสมมาตรเชิงมิติในอัตราส่วน 1:1 ดังนั้น วัสดุเรซิมิคจึงไม่มีการหมุนเชิงแสงสุทธิ แม้ว่าโมเลกุลแต่ละตัวจะมีสมมาตรเชิงมิติก็ตาม
โมเลกุลเอแนนทิโอเมอร์คืออะไร?
โมเลกุลเอแนติโอเมอร์คือสมาชิกหนึ่งในคู่ของโมเลกุลคีแรลที่ไม่สามารถซ้อนทับกันได้เหมือนภาพสะท้อนในกระจก โมเลกุลเอแนติโอเมอร์มีสูตรโมเลกุลและโครงสร้างการเชื่อมต่อเหมือนกัน แต่มีความแตกต่างในลักษณะการจัดเรียงสามมิติ ซึ่งอาจนำไปสู่พฤติกรรมที่แตกต่างกันในสภาพแวดล้อมที่มีลักษณะคีแรล เช่น เอนไซม์ ตัวรับ หรือระบบประกอบตัวเองที่ไม่สมมาตร
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Wehner, M., Röhr, M.I.S., Stepanenko, V. et al. (2020): Control of self-assembly pathways toward conglomerate and racemic supramolecular polymers. Nature Communications 11, 5460 (2020).
- Rutgeerts LAJ, Soultan AH, Subramani R, Toprakhisar B, Ramon H, Paderes MC , De Borggraeve WM, Patterson J (2019): Robust scalable synthesis of a bis-urea derivative forming thixotropic and cytocompatible supramolecular hydrogels. Chem Commun (Camb). 2019 Jun 20;55(51):7323-7326.
- Subhankar Paul and Sailendra Mahanta (2015): Preparation and Characterization of Self-Assembled Graphene Oxide Supramolecular Structures. Journal of Medical and Bioengineering, Vol. 4, No. 6, pp. 480-483, December 2015.
- F. Portone, M. Amorini, M. Montanari, R. Pinalli, A. Pedrini, R.V erucchi, R. Brighenti, E. Dalcanale (2023): Molecular Auxetic Polymer of Intrinsic Microporosity via Conformational Switching of a Cavitand Crosslinker. Advanced Functional Materials 2023, 33, 2307605.
เครื่องอัลตราโซนิก UIP6000hdT สำหรับการกระจายตัวแบบอินไลน์ของสารเคมีในส่วนต้นเปียก
- ประสิทธิภาพสูง
- เทคโนโลยีล้ําสมัย
- ความน่าเชื่อถือ & กําลังกาย
- การควบคุมกระบวนการที่ปรับได้และแม่นยํา
- ชุด & แบบ อิน ไลน์
- สําหรับทุกโวลุ่ม
- ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ
- คุณสมบัติอัจฉริยะ (เช่น โปรแกรมได้, บันทึกข้อมูล, ควบคุมระยะไกล)
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- การบํารุงรักษาต่ํา
- CIP (ทําความสะอาดในสถานที่)
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม


