Aplicaciones

El fármaco en polvo es el cuerpo principal de la mayoría de las formulaciones de fármacos y su eficacia depende no sólo del tipo de fármaco, sino también en gran medida de las propiedades del polvo que constituye el agente, incluido el tamaño de las partículas, la forma, las propiedades de la superficie y otro tipo de parámetros. El área de superficie específica y la estructura del tamaño de los poros de los medicamentos en polvo están relacionados con las propiedades de las partículas de polvo, como el tamaño de las partículas, la higroscopicidad, la solubilidad, la disolución y la compactación, que desempeñan un papel importante en las capacidades de purificación, procesamiento, mezcla, producción y envasado de productos farmacéuticos.   Además, la validez, la tasa de disolución, la biodisponibilidad y la eficacia de los fármacos también dependen de la superficie específica del material. En términos generales, cuanto mayor sea la superficie específica de los polvos farmacéuticos dentro de un cierto rango, más rápida se acelerará correspondientemente la disolución y la velocidad de disolución, lo que garantiza la distribución uniforme del contenido del fármaco; sin embargo, una superficie específica demasiado grande conducirá a la adsorción de más agua, lo que no favorece la preservación y estabilidad de la eficacia del fármaco. Por lo tanto, las pruebas precisas, rápidas y efectivas de la superficie específica de los polvos farmacéuticos siempre han sido una parte indispensable y crítica de la investigación farmacéutica.   Estudio de caso de la aplicación CIQTEK en polvo farmacéutico   Combinamos los casos de caracterización reales de diferentes materiales de medicamentos en polvo para mostrar claramente los métodos y la aplicabilidad de esta tecnología para caracterizar las propiedades físicas de diferentes superficies de medicamentos, y luego hacemos algunos análisis básicos sobre la fecha de vencimiento, la tasa de disolución y la eficacia de los medicamentos, y ayudar a la industria farmacéutica a desarrollarse con alta calidad.    El analizador de tamaño de poro y superficie específica de la serie V-Sorb X800 es un instrumento de alto rendimiento, rápido y económico, que puede realizar pruebas rápidas de áreas de superficie específicas de productos terminados entrantes y salientes, análisis de distribución del tamaño de poro, control de calidad y ajuste de parámetros de proceso. y predicción del rendimiento de las drogas, etc.   Analizador automático de porosimetría y área de superficie BET Serie CIQTEK EASY-V     SEM CIQTEK   1. Microscopio electrónico de barrido y analizador específico de superficie y tamaño de poro en dispersión de montmorillonita.   La montmorillonita se obtiene de la purificación y procesamiento de bentonita, que tiene ventajas únicas en farmacología debido a su estructura cristalina especial con buena capacidad de adsorción, capacidad de intercambio catiónico y capaci...

Los materiales metálicos son materiales con propiedades como brillo, ductilidad, fácil conductividad y transferencia de calor. Generalmente se divide en dos tipos: metales ferrosos y metales no ferrosos. Los metales ferrosos incluyen hierro, cromo, manganeso, etc. Hasta ahora, el hierro y el acero siguen dominando en la composición de las materias primas industriales. Muchas empresas siderúrgicas e institutos de investigación utilizan las ventajas únicas del SEM para resolver problemas encontrados en la producción y ayudar en la investigación y el desarrollo de nuevos productos. La microscopía electrónica de barrido con sus correspondientes accesorios se ha convertido en una herramienta favorable para que la industria siderúrgica y metalúrgica realice investigaciones e identifique problemas en el proceso productivo. Con el aumento de la resolución y la automatización del SEM, la aplicación del SEM en el análisis y caracterización de materiales se está generalizando cada vez más.   El análisis de fallas es una nueva disciplina que las empresas militares han popularizado entre los académicos y las empresas de investigación en los últimos años. La falla de las piezas metálicas puede provocar la degradación del rendimiento de la pieza de trabajo en casos menores y accidentes de seguridad humana en casos mayores. Localizar las causas de las fallas mediante el análisis de fallas y proponer medidas de mejora efectivas son pasos esenciales para garantizar la operación segura del proyecto. Por lo tanto, aprovechar al máximo las ventajas de la microscopía electrónica de barrido supondrá una gran contribución al progreso de la industria de materiales metálicos.     01 Observación con microscopio electrónico de fractura por tracción de piezas metálicas.        La fractura siempre ocurre en la parte más débil del tejido metálico y registra mucha información valiosa sobre todo el proceso de fractura, por lo que siempre se ha enfatizado la observación y el estudio de la fractura en el estudio de la fractura. El análisis morfológico de la fractura se utiliza para estudiar algunos problemas básicos que conducen a la fractura del material, como la causa de la fractura, la naturaleza de la fractura y el modo de fractura. Si queremos estudiar el mecanismo de fractura del material en profundidad, generalmente tenemos que analizar la composición de la microárea en la superficie de la fractura, y el análisis de fractura se ha convertido ahora en una herramienta importante para el análisis de fallas de componentes metálicos.     Fig. 1 Morfología de fractura por tracción del microscopio electrónico de barrido CIQTEK SEM3100   Según la naturaleza de la fractura, la fractura se puede clasificar en términos generales en fractura frágil y fractura plástica. La superficie de fractura de la fractura frágil suele ser perpendicular a la tensión de tracción, y la fractura frágil consiste en una superficie cristalina brillant...

¿Te imaginas un disco duro de portátil del tamaño de un grano de arroz? Skyrmion, una misteriosa estructura de cuasipartículas en el campo magnético, podría hacer realidad esta idea aparentemente impensable, con más espacio de almacenamiento y velocidades de transferencia de datos más rápidas para este "grano de arroz". Entonces, ¿cómo observar esta extraña estructura de partículas? El CIQTEK Quantum Diamond Atomic Force Microscope (QDAFM), basado en el centro de vacantes de nitrógeno (NV) en imágenes de escaneo de diamantes y AFM, puede brindarle la respuesta.     ¿Qué es Skyrmion?   Con el rápido desarrollo de los circuitos integrados a gran escala, el proceso del chip a escala nanométrica, el efecto cuántico se acentuó gradualmente y la "Ley de Moore" encontró límites físicos. Al mismo tiempo, con una densidad tan alta de componentes electrónicos integrados en el chip, el problema de la disipación térmica se ha convertido en un gran desafío. La gente necesita urgentemente una nueva tecnología para superar el cuello de botella y promover el desarrollo sostenible de los circuitos integrados.   Los dispositivos espintrónicos pueden lograr una mayor eficiencia en el almacenamiento, la transferencia y el procesamiento de información explotando las propiedades de espín de los electrones, lo cual es una forma importante de superar el dilema anterior. En los últimos años, se espera que las propiedades topológicas de las estructuras magnéticas y sus aplicaciones relacionadas sean los portadores de información de los dispositivos espintrónicos de próxima generación, que es uno de los puntos de investigación actuales en este campo.   El skyrmion (en lo sucesivo denominado skyrmion magnético) es una estructura de espín topológicamente protegida con propiedades de cuasipartículas y, como un tipo especial de pared de dominio magnético, su estructura es una distribución de magnetización con vórtices. Similar a la pared del dominio magnético, también hay un cambio de momento magnético en el skyrmion, pero a diferencia de la pared del dominio, el skyrmion es una estructura de vórtice, y su cambio de momento magnético es desde el centro hacia afuera, y los más comunes son de tipo Bloch. skyrmions y skyrmions tipo Neel.   Figura 1:  Diagrama esquemático de la estructura de skyrmion. (a) Skyrmions tipo Neel (b) Skyrmions tipo Bloch   El skyrmion es un portador de información natural con propiedades superiores como fácil manipulación, fácil estabilidad, tamaño pequeño y velocidad de conducción rápida. Por lo tanto, se espera que los dispositivos electrónicos basados ​​en skyrmions cumplan con los requisitos de rendimiento para dispositivos futuros en términos de no volatilidad, alta capacidad, alta velocidad y bajo consumo de energía.   ¿Cuáles son las aplicaciones de Skyrmions?   Memoria del hipódromo de Skyrmion La memoria Racetrack utiliza nanocables magnéticos como pistas y paredes de dominio magnético como por...

El método de resonancia paramagnética electrónica (EPR) de captura de espín es un método que combina la técnica de captura de espín con la técnica de EPR para detectar radicales libres de vida corta.     ¿Por qué utilizar la tecnología Spin Trapping? Los radicales libres  son átomos o grupos con electrones desapareados formados por enlaces covalentes de moléculas compuestas en condiciones externas como el calor y la luz. Se encuentran ampliamente en la naturaleza. Con el desarrollo de disciplinas interdisciplinarias como la biología, la química y la medicina, los científicos han descubierto que muchas enfermedades están asociadas con los radicales libres. Sin embargo, debido a su naturaleza activa y reactiva, los radicales libres generados en las reacciones suelen ser inestables a temperatura ambiente y difíciles de detectar directamente mediante métodos de espectroscopía EPR convencionales.    Aunque los radicales libres de vida corta pueden estudiarse mediante técnicas de EPR resueltas en el tiempo o técnicas de congelación rápida a baja temperatura, sus concentraciones más bajas para la mayoría de los radicales libres en los sistemas biológicos limitan la implementación de las técnicas anteriores. La técnica de captura de espín, por otro lado, permite la detección de radicales libres de vida corta a temperatura ambiente mediante un método indirecto.     Fundamentos de la tecnología de captura de giro   En un experimento de trampa de espín, se añade al sistema una trampa de espín (una sustancia antimagnética insaturada capaz de atrapar radicales libres). Después de agregar la trampa de espín, los radicales inestables y la trampa formarán aductos de espín más estables o de mayor duración. Al detectar los espectros EPR de los aductos de espín y al procesar y analizar los datos, podemos invertir el tipo de radicales y así detectar indirectamente los radicales libres inestables.     Figura 1 Principio de la técnica de captura de giro (DMPO como ejemplo)     Selección de trampa giratoria   Las trampas de espín más utilizadas son principalmente nitrona o compuestos nitrosos, las trampas de espín típicas son MNP (dímero de 2-metil-2-nitrosopropano), PBN (N-terc-butil α-fenilnitrona), DMPO (5,5-dimetil- 1-pirrolina-N-óxido), y las estructuras se muestran en la Figura 2. Y una excelente trampa de espín debe satisfacer tres condiciones.   1. Los aductos de espín formados por trampas de espín con radicales libres inestables deben ser de naturaleza estable y de larga duración. 2. Los espectros EPR de los aductos de espín formados por trampas de espín y varios radicales inestables deben ser fácilmente distinguibles e identificables. 3. La trampa de giro es fácil de reaccionar específicamente con una variedad de radicales libres y no hay reacciones secundarias. Según las condiciones anteriores, la trampa de espín ampliamente utilizada en diversas industrias es el DMPO.   &nb...

La técnica de resonancia paramagnética electrónica (EPR o ESR) es el único método disponible para detectar directamente electrones desapareados en muestras. Entre ellos, el método cuantitativo EPR (ESR) puede proporcionar el número de espines de electrones desapareados en una muestra, lo cual es esencial para estudiar la cinética de la reacción, explicar el mecanismo de reacción y las aplicaciones comerciales. Por lo tanto, la obtención de números de espín de electrones no apareados de muestras mediante técnicas de resonancia paramagnética de electrones ha sido un tema candente de investigación.  Se encuentran disponibles dos métodos principales de resonancia paramagnética electrónica cuantitativa: EPR cuantitativa relativa (ESR) y EPR cuantitativa absoluta (ESR).     Método EPR cuantitativo relativo (ESR)   El método EPR cuantitativo relativo se logra comparando el área integrada del espectro de absorción EPR de una muestra desconocida con el área integrada del espectro de absorción EPR de una muestra estándar. Por lo tanto, en el método EPR cuantitativo relativo, es necesario introducir una muestra estándar con un número conocido de espines. El tamaño del área integrada del espectro de absorción EPR no sólo está relacionado con el número de espines de electrones desapareados en la muestra, sino también con la configuración de los parámetros experimentales, la constante dieléctrica de la muestra, el tamaño y la forma de la muestra. y la posición de la muestra en la cavidad resonante. Por lo tanto, para obtener resultados cuantitativos más precisos en el método EPR cuantitativo relativo, la muestra estándar y la muestra desconocida deben ser similares en naturaleza, similares en forma y tamaño, y estar en la misma posición en la cavidad resonante.   Fuentes de errores cuantitativos de EPR     Método Cuantitativo Absoluto  EPR (ESR)   El método EPR cuantitativo absoluto significa que el número de espines de electrones desapareados en una muestra se puede obtener directamente mediante pruebas EPR sin utilizar una muestra estándar. En experimentos de EPR cuantitativos absolutos, para obtener directamente el número de espines de electrones desapareados en una muestra, el valor del área integral cuadrática del espectro de EPR (generalmente el espectro diferencial de primer orden) de la muestra que se va a probar, los parámetros experimentales, Se necesitan el volumen de muestra, la función de distribución de la cavidad de resonancia y el factor de corrección. El número absoluto de espines de electrones no apareados en la muestra se puede obtener directamente obteniendo primero el espectro EPR de la muestra mediante la prueba EPR, luego procesando el espectro diferencial de primer orden EPR para obtener el valor del segundo área integrada y luego combinando el parámetros experimentales, volumen de muestra, función de distribución de cavidad resonante y factor de corrección.   Espectroscopia de resonanci...

Basados ​​en propiedades cuánticas, los sensores de espín de electrones tienen una alta sensibilidad y pueden usarse ampliamente para probar diversas propiedades fisicoquímicas, como el campo eléctrico, el campo magnético, la dinámica molecular o proteica y las partículas nucleares u otras. Estas ventajas únicas y posibles escenarios de aplicación hacen de los sensores basados ​​en espín una dirección de investigación candente en la actualidad. Sc 3 C 2 @C 80  tiene un espín electrónico altamente estable protegido por una jaula de carbono, que es adecuada para la detección de adsorción de gases dentro de materiales porosos. Py-COF es un material estructural orgánico poroso de reciente aparición con propiedades de adsorción únicas, que se preparó utilizando un bloque de construcción autocondensante con un grupo formilo y un grupo amino. preparado con un tamaño de poro teórico de 1,38 nm. Por lo tanto, una unidad de metalofullereno Sc 3 C 2 @C 80  (~ 0,8 nm de tamaño) puede entrar en uno de los nanoporos de Py-COF.   Taishan Wang, investigador del Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China, desarrolló un sensor de nanogiro basado en fullereno metálico para detectar la adsorción de gas dentro de una estructura orgánica porosa. El metal paramagnético fullereno, Sc 3 C 2 @C 80 , se incrustó en los nanoporos de una estructura orgánica covalente a base de pireno (Py-COF). El N 2、 CO 、 CH 4、 CO 2、 C 3 H 6  y C 3 H 8 adsorbidos  dentro del Py-COF incrustado con la sonda de espín Sc 3 C 2 @C 80  se registraron utilizando la técnica EPR (CIQTEK EPR200-Plus ).Se demostró que las señales EPR del Sc 3 C 2 @C 80 incrustado  se correlacionaban regularmente con las propiedades de adsorción de gas del Py-COF. Los resultados del estudio se publicaron en Nature Communications con el título "Sensor de nanoespín integrado para sondaje in situ de adsorción de gas dentro de estructuras orgánicas porosas".     Sondeo de las propiedades de adsorción de gas de Py-COF utilizando el espín molecular de Sc 3 C 2 @C 8     En el estudio, los autores utilizaron un metalofullereno con propiedades paramagnéticas, Sc 3 C 2 @C 80  (~0,8 nm de tamaño), como sonda de espín incrustada en un nanoporo de COF a base de pireno (Py-COF) para detectar la adsorción de gas. dentro de Py-COF. Luego, se investigaron las propiedades de adsorción de Py-COF para los gases N 2、 CO 、 CH 4、 CO 2、 C 3 H 6  y C 3 H 8  registrando las señales incrustadas de Sc 3 C 2 @C 80  EPR. Se muestra que las señales EPR de Sc 3 C 2 @C 80  siguen regularmente las propiedades de adsorción de gas de Py-COF. Y a diferencia de las mediciones de isoterma de adsorción convencionales, este sensor de nanogiro implantable puede detectar la adsorción y desorción de gas mediante monitoreo in situ en tiempo real. El sensor de nanogiro propuesto también se utilizó para investigar las propiedades de adsorción de gas de la estructura organo...

La energía del hidrógeno es la energía limpia que impulsa la transformación de la energía fósil tradicional a la energía verde. ¡Su densidad energética es 3 veces mayor que la del petróleo y 4,5 veces mayor que la del carbón! Es la dirección tecnológica disruptiva de la futura revolución energética. La pila de combustible de hidrógeno es el vehículo clave para convertir la energía del hidrógeno en energía eléctrica, y países de todo el mundo conceden gran importancia al desarrollo de la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno. Esto ha planteado mayores requisitos en cuanto a materiales, tecnología de procesos y medios de caracterización de la cadena industrial de energía de hidrógeno y pilas de combustible de hidrógeno. La tecnología de adsorción de gas es uno de los métodos importantes para la caracterización de la superficie de materiales y desempeña un papel crucial en la utilización de la energía del hidrógeno, principalmente en pilas de combustible de hidrógeno.   Aplicación de la tecnología de adsorción de gas para la caracterización en la industria de producción de hidrógeno Cómo producir hidrógeno es el primer paso para aprovechar la energía del hidrógeno. La producción de hidrógeno a partir de agua electrolítica con un alto grado de pureza, un gas con bajas impurezas y fácil de combinar con fuentes de energía renovables se considera el suministro de energía de hidrógeno verde más prometedor en el futuro [1]. Para mejorar la eficiencia de la producción de hidrógeno a partir de agua electrolítica, el desarrollo y utilización de catalizadores de electrodos HER de alto rendimiento es una forma comprobada.  Los materiales de carbono porosos representados por el grafeno tienen excelentes propiedades fisicoquímicas, como una rica estructura de poros, una gran superficie específica, alta conductividad eléctrica y buena estabilidad electroquímica, lo que brinda nuevas oportunidades para la construcción de sistemas catalíticos compuestos eficientes. La capacidad de precipitación de hidrógeno se mejora mediante la carga de cocatalizador o dopaje con heteroátomos [2].   Además, una gran cantidad de estudios han demostrado que la actividad catalítica de los catalizadores de electrodos HER depende en gran medida del número de sitios activos expuestos en sus superficies y cuantos más sitios activos estén expuestos, mejor será su rendimiento catalítico correspondiente. La mayor superficie específica del material de carbono poroso, cuando se utiliza como soporte, expondrá hasta cierto punto más sitios activos al material activo y acelerará la reacción de producción de hidrógeno.   Los siguientes son ejemplos de la caracterización de materiales de grafeno utilizando el analizador de tamaño de poro y superficie específico de la serie CIQTEK V-Sorb X800.  En la Figura 1, se puede ver que la superficie del grafeno preparado mediante diferentes procesos tiene una gran diferencia de 516,7 m2/g y 88,64 m2/g, respectivamente. Los...

¿Sabías que la luz puede crear sonido? A finales del siglo XIX, el científico Alexander Graham Bell (considerado uno de los inventores del teléfono) descubrió el fenómeno de los materiales que producen ondas sonoras tras absorber energía luminosa, conocido como efecto fotoacústico.   Alexander Graham Bell Fuente de la imagen: Tecnología Sina   Después de la década de 1960, con el desarrollo de la tecnología de detección de señales débiles, aparecieron los micrófonos de alta sensibilidad y los micrófonos cerámicos piezoeléctricos. Los científicos desarrollaron una nueva técnica de análisis espectroscópico basada en el efecto fotoacústico: la espectroscopia fotoacústica, que puede usarse para detectar sustancias en muestras y sus propiedades térmicas espectroscópicas, convirtiéndose en una poderosa herramienta para la investigación fisicoquímica en compuestos orgánicos e inorgánicos, semiconductores, metales y materiales poliméricos. , etc.     ¿Cómo podemos hacer que la luz cree sonido? Como se muestra en la figura siguiente, una fuente de luz modulada por un monocromador, o una luz pulsada como un láser pulsado, incide sobre una celda fotoacústica. El material a medir en la celda fotoacústica absorbe energía luminosa y la tasa de absorción varía con la longitud de onda de la luz incidente y el material. Esto se debe a los diferentes niveles de energía de las moléculas atómicas constituidas en los diferentes materiales, y la tasa de absorción de luz por el material aumenta cuando la frecuencia ν de la luz incidente se acerca al nivel de energía hν. Las moléculas atómicas que saltan a niveles de energía más altos después de absorber luz no permanecen en los niveles de energía más altos; en cambio, tienden a liberar energía y relajarse de regreso al estado fundamental más bajo, donde la energía liberada a menudo aparece como energía térmica y hace que el material se expanda térmicamente y cambie de volumen. Cuando restringimos el volumen de un material, por ejemplo, empaquetándolo en una celda fotoacústica, su expansión provoca cambios de presión. Después de aplicar una modulación periódica a la intensidad de la luz incidente, la temperatura, el volumen y la presión del material también cambian periódicamente, lo que da como resultado una onda mecánica detectable. Esta oscilación puede detectarse mediante un micrófono sensible o un micrófono cerámico piezoeléctrico, que es lo que llamamos señal fotoacústica.   Esquema del principio     ¿Cómo mide un amplificador lock-in las señales fotoacústicas?   En resumen, la señal fotoacústica se genera mediante una señal de presión mucho más pequeña convertida a partir de calor muy pequeño (liberado por relajación atómica o molecular). La detección de señales tan extremadamente débiles no puede realizarse necesariamente sin amplificadores lock-in.   En espectroscopia fotoacústica, la señal recopilada del micrófono debe amplificarse mediante un preamplificador y lueg...