Drying and Dehydration
물질은 상온 환경에서 지속적으로 수분 및 휘발성 물질과 상호작용합니다.
열에 노출되거나 강한 기류가 물질 표면을 지나가면 어떤 형태로든 건조가
유도됩니다. 물질이 습윤 상태와 건조(수화/탈수) 상태 사이의 급격한 전이를
얼마나 잘 견디는지는 안정성을 평가하는 좋은 지표가 될 수 있습니다.
고체 표면에서 휘발성 물질이 제거되면, 연약한 결정 구조가 붕괴되거나 표면
에너지가 변화하며, 고체의 수화 상태가 달라지는 등 표면적에 상당한 영향을
미칠 수 있습니다. 수분에 대한 젖음성(wettability)과 상호작용 정도는 물질의
기능 및 성능을 크게 변화시킬 수 있으므로, 젖음성과 건조성(dry-ability)을
지속적으로 모니터링하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다.
의약 물질의 최종 수화 상태는 물리적 및 화학적 안정성을 포함한 여러 물리화학적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
예를 들어, 결정성 물질의 수화 상태는 제약 산업에서 특히 중요한 고려 사항입니다. 일부 수화된 물질은 탈수되면 비정질 상태로 전환되며, 서로 다른 수화 형태는
물질의 용해도, 용출 속도, 유동성, 압축성 등에 영향을 줄 수 있습니다.
이러한 요소들은 초기 제형 설계부터 고형 제제 개발, 포장 및 저장에 이르기까지
의약품 개발 전 과정에 영향을 미칩니다. Dynamic Vapor Sorption(DVS)은 채널형 수화물의 형성과 손실을 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 방법을 제공합니다.
Notes:
Application Note 36: Investigation of Hydrate Formation and Loss Using DVS [Request a copy]
Application Note 59: Investigation of Channel Hydrate Formation and Loss Using the DVS [Request a copy]
Application Note 501:Environmental Microscopy using the GenRH-A Humidity Generator and Mcell Accessory [Request a copy]
식품의 수분 흡착 특성은 유통기한 및 저장 안정성에 매우 중요합니다.
특히 크래커나 국수와 같이 온도 변화나 습도 충격에 취약한 재료의 경우, 과도한 수분 흡수는 식감 저하, 용해 문제, 응집(caking), 심지어 곰팡이 발생으로 이어질 수 있습니다.
식품은 많은 양의 수분을 흡수하여 녹거나 구조가 무너질 수 있으며, 이는 상품성을 떨어뜨립니다.
Dynamic Vapor Sorption(DVS) 기술은 특정 식품의 물리화학적 거동을
효과적으로 분석하는 데 매우 유용합니다.
Note:
Application Note 03: Polymorphism in Spray Dried Lactose [Request a copy]
Application Note 503: Investigating Dried Milk Powders Using Optical Microscopy at Different Humidity Conditions [Request a copy]
수분 함량은 피부와 모발 섬유의 특성을 좌우하는 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 상온 환경에서 사람의 모발은 완전히 젖기 전까지 자체 무게의 최대 35%에 달하는 수분을 흡수할 수 있습니다.
탈색, 온도 노출, 빛 노출 등은 모발의 내부 구조를 손상시켜 수분 흡수 특성에 눈에 띄는 변화를 일으킵니다. 따라서 평형 수분 함량, 수분 흡착 등온선, 히스테리시스(hysteresis)를 측정하는 것은 모발 상태를 평가하는 데 필수적이며, 이는 스킨 크림 제형의 특성 분석에도 동일하게 적용됩니다.
Dynamic Vapor Sorption(DVS) 기술은 이러한 파라미터들을 정확하고 신뢰성 있게 측정할 수 있습니다.
Note:
Application Note 29: Moisture Desorption of Creams and Calculations
[Request a copy]
Application Note 52: Vapor Permeability of Porous Materials using Payne Diffusion Cell [Request a copy]
양성자 교환막 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFC)는
이동형 및 고정형 응용 분야에서 저오염 전력 공급원으로 각광받으며 활발히
연구되고 있는 분야입니다.
PEMFC는 여러 층으로 이루어진 막-전극 어셈블리(membrane electrode assembly)로 구성되어 있으며, 일반적으로 가스와 수분이 동시에 이동할 수 있도록 하는 탄소 섬유 가스 확산층(carbon cloth gas-diffusion layers) 두 개가 포함되어
있습니다.
이 두 층은 양성자 교환막(proton exchange membrane) 사이에 배치되어, 양극에서 음극으로의 양성자 전달을 가능하게 합니다.
이러한 양성자 교환막의 성능에 영향을 주는 핵심 매개변수는 수분 함량입니다.
연료전지에는 가스 공급 흐름을 가습(humidifying the gas feed stream)함으로써
물이 공급됩니다.
Dynamic Vapor Sorption(DVS) 기술은 광범위한 온도 및 습도 조건에서
수분 흡착 등온선(water sorption isotherms)과 확산 속도(diffusion kinetics)를
빠르고 정확하게 측정할 수 있도록 해줍니다.
Note:
Application Note 39: Measuring Moisture Sorption and Diffusion Kinetics on Proton Exchange Membranes Using the DVS [Request a copy]
금속유기구조체(Metal Organic Frameworks, MOFs)와 제올라이트(zeolites)와 같은 미세다공성(microporous) 물질은 흡착제, 촉매, 분리 공정용 신소재로 각광받고 있는 물질군입니다.
예를 들어, 고도로 유연한 미세다공성 MOF 소재는 질소(N₂), 수소(H₂), 메탄(CH₄), 일산화탄소(CO), 산소(O₂) 등과 같은 소형 가스들로부터 이산화탄소(CO₂)를
탁월하게 포집 및 분리할 수 있는 능력을 보여줍니다.
Dynamic Vapor Sorption(DVS) 기술은 공정에 적합한 온도 조건에서 물 및
유기 증기를 활용하여 이러한 물질의 특성을 정밀하게 분석할 수 있는 매우 유용한 도구로 활용되고 있습니다.
Notes:
Application Note 51: Gas Capture and Vapor Separation by Microporous Materials [Request a copy]
Application Note 504: Water Vapor Induced Mesoporous Structure Collapse Observed by GenRH with Mcell and FT-IR [Request a copy]
활성탄(Activated carbons)은 환경용 공기 정화부터 용제 및 중금속 회수에
이르기까지 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
이러한 응용 분야들에서 활성탄의 수분 흡착 특성은 매우 중요한 요소로
작용합니다.
Note:
Application Note 14: Moisture Sorption of Activated Carbon [Request a copy]
담배의 수분 흡착 특성은 건조 과정 및 유통기한 안정성을 평가하는 데 있어 매우
중요한 요소입니다.
담배는 운송 중 발생할 수 있는 온도 및 습도 변화에 민감하게 반응하며, 일단 습기를 머금게 되면 풍미, 첨가된 향, 심지어 연소성까지 손실될 수 있습니다. 반대로,
지나치게 건조한 담배는 너무 부서지기 쉬워져 제조 공정에 사용하기 어려울 수
있습니다.
이러한 담배의 수분 흡착 특성은 Dynamic Vapor Sorption(DVS) 기술을 통해 정밀하게 분석할 수 있습니다.
Notes:
Application Note 21: Moisture Sorption on Tobacco of Various Origins
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생체재료(Biomaterials)는 밀짚(wheat straw)과 같이 풍부하고 저렴한
천연 생체고분자(natural biopolymer)를 함유한 물질을 말합니다.
화석 연료 고갈 가능성으로 인해 바이오연료(biofuel)가 주목을 받고 있으며,
밀짚으로부터 바이오에탄올을 생산하기 위한 핵심 단계 중 하나는 건조 전 전처리 과정(pre-treatment)입니다. 이 과정은 경제성을 높이고 연료로의 전환 효율을
향상시키는 데 필수적입니다.
또한, 종이 및 대부분의 셀룰로오스(cellulosic) 계열 물질은 상당한 양의 수분을
흡수하는 특성을 가지고 있습니다. Dynamic Vapor Sorption(DVS) 기술은 밀짚 및 셀룰로오스와 같은 생체재료의 흡착 및 탈착 거동을 효과적으로 평가할 수 있는
도구입니다
Note:
Application Note 02: Moisture Sorption of EC Standard Reference Material
RM 302 on a DVS-1 Instrument [Request a copy]
Application Note 57: Characterization of Wheat Straw for Bio-fuel Application [Request a copy]
Application Note 505: Identifying Structural Changes in the Protein Collagen Using Humidity Generation and FT-IR [Request a copy]
시멘트의 장기 저장 안정성에 있어 중요한 요소 중 하나는 특정 저장 조건에서의
수분 흡수 속도입니다. 전통적으로는 대용량 시멘트 용기를 제어된 환경에서
보관하며 수개월에서 수년에 걸쳐 주기적으로 무게를 측정하는 방식으로
평가해 왔습니다.
그러나 Dynamic Vapor Sorption (DVS) 방법을 사용하면 시멘트를 비롯한 다양한 건축 자재의 수분 흡착 동역학(moisture sorption kinetics)을 시간 효율적이고
신뢰성 있게 측정할 수 있습니다.
Notes:
Application Note 09: Measuring the Moisture Sorption of Kinetics of Cements using DVS [Request a copy]
Application Note 104: Vapor Sorption Properties of Building Materials using Gravimetric Sorption Instrumentation – an Overview [Request a copy]
