Utilizzando l'omogeneizzatore ad alta pressione NanoGenizer per i nanomateriali
NanoGenizer, un omogeneizzatore ad alta pressione microfluidica su scala di laboratorio, offre un'efficace performance nella riduzione delle dimensioni delle particelle e nella rottura cellulare. Utilizza la tecnologia dell'interazione a getto microfluidico ad alta pressione ed è dotato di unità di alimentazione e di elaborazione altamente modulari.
NanoGenizer è adatto per campioni rari e preziosi grazie al suo design a volume morto minimo e al suo flusso continuo, che gli consente di elaborare fino a 120 mL/min. Con applicazioni di successo in vari ambienti di nanotecnologia, il NanoGenizer ha guadagnato sempre più riconoscimenti grazie al suo notevole tasso di taglio, alla sua eccellente ripetibilità e alla sua scalabilità garantita.
NanoGenizer fornisce soluzioni efficienti per vari nanomateriali, tra cui: liposomi, nanoemulsioni, nanocristalli, micelle, nanoparticelle lipidiche, materiali di nanoincapsulamento cosmetico, dispersione di nanoparticelle, grafene, nanotubi di carbonio e altro ancora. Man mano che sempre più organizzazioni lo riconoscono, NanoGenizer sta diventando un omogeneizzatore ad alta pressione essenziale per i laboratori che lavorano sulla preparazione di nanomateriali di alta qualità.
Figura 1. Omogeneizzatore microfluidico ad alta pressione NanoGenizer
Tecnologia di base: camera di interazione con getto microfluidico NanoGenizer può essere diviso in un'unità di alimentazione (comprensiva del sistema di alimentazione, del sistema di controllo e del sistema di pompa ad alta pressione) e un'unità di elaborazione (comprensiva della camera di interazione microfluidica a diamante, dell'ingresso e dell'uscita del materiale e dello scambiatore di calore). La camera di interazione a diamante è un componente di reazione con una geometria fissa appositamente progettata, dove avvengono i getti microfluidici ad alta pressione e alta velocità e vengono elaborati i campioni. Dopo essere stati pressurizzati ed accelerati dall'intensificatore, i getti microfluidici del campione possono raggiungere velocità di 1.000 m/s, più veloci della velocità del suono (340 m/s). Quando il getto microfluidico a forma di proiettile ad alta velocità passa attraverso i micro-canali della camera di interazione a diamante, subisce effetti fisici complessi, come taglio ad alta frequenza, impatto ad alta energia, cavitazione e caduta di pressione, e altro ancora. Dopo di che, il materiale viene omogeneizzato e ridotto alle dimensioni nano.
La camera di interazione a diamante è l'area principale dove avvengono il getto microfluidico ad alta velocità, taglio ad alta velocità, collisione ad alta energia e altri effetti. Ha all'interno micro-canali a diamante a forma di Y o Z fissi, il che garantisce un effetto costante: distribuzione accurata e ripetibile delle dimensioni delle particelle.
Figura 2. Schema della struttura interna del DIXC
Figura 3. Camera di interazione a singola fessura con sistema di raffreddamento
Caratteristiche dell'omogeneizzatore ad alta pressione NanoGenizer Alta velocità di taglio Dopo essere stato pressurizzato dall'unità di alimentazione, il micro-getto del campione liquido o di miscela solido-liquido può raggiungere velocità fino a 1.000 m/s all'interno della camera di interazione a diamante microfluidica (DIXC). La dimensione minima dell'interno della DIXC può essere di soli 50 μm. Come mostrato in Figura 4, la velocità di taglio del NanoGenizer è la più elevata tra le tecnologie comparabili.
La forza di taglio dell'omogeneizzatore ad alta pressione NanoGenizer sul materiale non ha pari tra gli omogeneizzatori convenzionali o altri equipaggiamenti di omogeneizzazione.
Struttura
Figura 4. Velocità di taglio di tecnologie omogeneizzatrici comparabili
interna fissa e pressione di reazione costante
Figura 5. Camera di interazione a microfluidi a fessura singola di tipo Y con diamante
La camera di interazione a diamante ha una forma interna fissa (Figura 5 e 6) e non si muove con le variazioni di pressione. Quando il campione passa attraverso la DIXC, la pressione applicata raggiunge costantemente il picco durante ogni processo del ciclo (vedere la curva blu in Figura 7). Tuttavia, la valvola omogeneizzatrice tradizionale ha una struttura dinamicamente regolabile. La pressione del materiale cambia dinamicamente quando passa attraverso la valvola dell'omogeneizzatore convenzionale, che opera a pressioni di picco solo per brevi momenti di ogni ciclo (la curva nera in Figura 7). La dimensione delle particelle del materiale elaborato dalla camera di interazione a diamante microfluidica viene ridotta in modo efficiente e la distribuzione è più uniforme di quanto si possa ottenere con una valvola omogeneizzatrice tradizionale.
Effetto di interazione Il design della camera di interazione a diamante microfluidica Y sfrutta appieno la collisione di interazione dei materiali stessi. La velocità relativa istantanea dei due getti viene raddoppiata, causando un effetto di esplosione. La collisione tra i materiali riduce notevolmente l'usura e la forza di taglio sulla camera di interazione, prolungando la durata della camera e evitando il rischio di caduta di particelle di acciaio inossidabile. La brevettata DIXC-RT con funzione di raffreddamento (vedi Figura 3) protegge la bioattività dei campioni.
Figura 6. Camera di interazione a diamante microfluidica a singola fessura a forma di Z
Figura 7. Curva di pressione durante il processo di omogeneizzazione
Figura 11.Applicazioni di NanoGenizer per nanomateriali.
