Water Sorption
Isotherms and Kinetics
화합물 및 재료의 수분 흡착 속도는 그들의 물리화학적 특성과 안정성과
밀접한 관련이 있습니다.
DVS(Dynamic Vapor Sorption)를 이용한 수분 흡착 Isotherms 측정은,
Isotherms 유형 분류, 히스테리시스(hysteresis) 분석, 가역적 또는 비가역적 흡착 과정의
특성화 등을 통해 재료의 거동에 대한 다양한 통찰을 제공합니다.

Water Sorption
Isotherms and Kinetics
화합물 및 재료의 수분 흡착 속도는 그들의 물리화학적 특성과 안정성과
밀접한 관련이 있습니다.
DVS(Dynamic Vapor Sorption)를 이용한 수분 흡착 Isotherms 측정은,
Isotherms 유형 분류, 히스테리시스(hysteresis) 분석, 가역적 또는 비가역적 흡착 과정의
특성화 등을 통해 재료의 거동에 대한 다양한 통찰을 제공합니다.
물질의 수화 상태는 물리적 및 화학적 안정성을 포함한 여러 물리화학적 특성에
영향을 미칩니다. 특히 제약 산업에서는 일부 수화된 물질이 탈수되면 비정질(amorphous) 상태로 변할 수 있어 주의가 필요합니다.
이러한 변화는 화합물의 용해도, 유동성, 용출 속도 등에 영향을 줄 수 있습니다.
전체 의약품의 약 1/3이 수화물을 형성할 수 있기 때문에, 이러한 수화물의
특성을 완전히 규명하려는 요구가 증가하고 있으며, 이는 DVS 기술을 통해
달성할 수 있습니다.
DVS에서 제공하는 흡착 속도 데이터를 이용하면 흡착 속도에 대한 분석도
가능합니다. 이 데이터는 통합 분석 소프트웨어를 통해 분말 및 섬유의 확산 계수를 쉽게 계산할 수 있게 해줍니다.
본 응용 노트에서는 의약품 내 수화물의 형성 과정을 조사하고, 수분 흡착 속도가
온도 상승에 따라 어떻게 영향을 받는지를 살펴봅니다.
Note:
Application Note 36: Investigation of Hydrate Formation and Loss Using the DVS [Request a copy]
DVS technical Note 705: The Effect of Temperature on Moisture Sorption Kinetics in Microcrystalline Cellulose [Request a copy]
시멘트, 목재, 섬유 등 건축 자재와 물의 상호작용은 습기로 인한 손상을 통해 건축물의 수명을 제한할 수 있습니다.
시멘트처럼 다공성 구조를 가진 건축 자재는 재료 내 수분에 의존하는 다양한 열화 경로를 가집니다.
DVS(Dynamic Vapor Sorption)는 건축 자재의 경화(hardening) 과정, 재료 내
수분의 배출 경로, 안정성을 위한 임계 상대습도 범위를 연구하는 데
사용될 수 있습니다.
목재의 수분 흡착량 및 흡착 속도는, 흡착된 수분이 목재의 열화 및 안정성에
미치는 영향 때문에 많은 연구 논문의 주제가 되어왔습니다.
DVS를 활용하면 서로 다른 목재 샘플을 구분할 수 있으며, 수분 흡착 등온선에서 나타나는 히스테리시스는 대량 흡착 과정에 대한 유용한 정보를 제공합니다.
이 응용 노트에서는 건축 자재에 적용된 DVS 기법과 이 기술이 업계에 제공하는 통찰을 개략적으로 소개합니다.
Application Note 104: Vapour Sorption Properties of Building Materials using Gravimetric Sorption Instrumentation – an Overview [Request a copy]
식품의 수분 흡착 특성은 그 저장 안정성(유통기한)을 이해하는 데 필수적인
요소입니다. 비스킷이나 크래커와 같은 일부 식품은 수분을 쉽게 흡수하여 다량의 물을 머금게 되며, 이로 인해 식품 구조가 붕괴될 수 있습니다. 고온다습한 국가에서는 수분 안정성이 미생물의 증식을 막는 데 결정적이며, 이는 식품 부패를 방지하는 데 매우 중요합니다.
DVS(Dynamic Vapor Sorption) 기법은 식품 내 수분 함량 증가를 측정하고,
구조 붕괴를 모니터링하며, 제품의 결정화 현상을 조사하고, 총 수분 흡착량을
산출하는 데 활용될 수 있습니다.
아래 응용 노트들은 다양한 상대습도 조건에서
전형적인 식품(커피, 분유 등)의 구조적 안정성을 분석한 사례를 다룹니다.
Application Note 11: Moisture Stability of Powdered Milk formations
[Request a copy]
Application Note 08: Moisture Sorption of Coffee Granules Studied using the
DVS-µScope [Request a copy]
개인 위생용품 산업에서의 소재 수분 흡착 특성은 다양한 방식으로 분석됩니다.
수분 흡착은 종종 모발 손상 정도를 평가하는 데 사용되며, 모발 섬유의 구조적
변화는 전체적인 수분 조절 특성의 차이로 나타납니다.
DVS(Dynamic Vapor Sorption)를 이용하면 손상된 모발과 다양한 트리트먼트를 적용한 샘플을 비교함으로써, 손상된 모발의 특성이 얼마나 회복되었는지를 측정할 수 있습니다.
또한 욕실용 티슈의 경우, 수분 흡착 특성은 제품의 기능성과 직접적으로 관련이 있으며, DVS는 다양한 복합 소재의 성능을 평가하는 데 활용될 수 있습니다.
Notes:
DVS Application Note 55: Measurement of Moisture Uptake Capacity in Human Hair Using Dynamic Vapour Sorption Technique [Request a copy]
iGC-SEA & DVS Application Note 228: Water Sorption and Surface Properties of Bathroom Tissues [Request a copy]
마이크로전자 기기의 패키징은 생산 과정 중 발생할 수 있는 ‘팝코닝(popcorning)’ 현상을 방지하기 위해 수분 침투에 강해야 합니다.
팝코닝은 수분이 220°C 이상의 온도에 노출될 때 순간적으로 증기로 변하면서
마이크로전자 구조에 변형을 일으키는 현상입니다.
이 현상은 수분 함량이 0.1% 이하일 때에도 발생할 수 있습니다.
전자 기기가 점점 더 작고 강력해짐에 따라 패키징 소재에 대한 빈번한
테스트가 필요해지고 있습니다.
DVS(Dynamic Vapor Sorption)는 고온에서의 수분 흡착 측정을 수행하여 마이크로전자 패키징 환경을 실제처럼 모사할 수 있으며, 이를 통해 팝코닝 현상을 이해하고 장치 고장을 예방하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
Notes:
DVS Application Note 31: Measurement of Moisture Ingress in Microelectronics Device Packaging [Request a copy]