Tại Viện Công nghệ Nagoya, Nhật Bản, phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Shirai nghiên cứu tổng hợp vật liệu nền gốm cho nhiều ứng dụng, từ xử lý chất ô nhiễm đến công nghệ vũ trụ. Với dòng thiết bị Monowave 400 và máy quang phổ Raman Cora 5001 của Anton Paar, nhóm có thể kiểm soát quá trình tổng hợp bằng vi sóng, theo dõi phản ứng theo thời gian thực, cải thiện độ tái lập và thu thập dữ liệu quy trình đáng tin cậy phục vụ hoạt động nghiên cứu và phát triển trong công nghiệp.
Tổng hợp vật liệu gốm tại Viện Công nghệ Nagoya
Tại Viện Công nghệ Nagoya ở thành phố Nagoya, tỉnh Aichi, phòng thí nghiệm do Tiến sĩ Shirai phụ trách chuyên tổng hợp vật liệu, đặc biệt là vật liệu gốm. Nhóm của ông phát triển các vật liệu phục vụ đời sống hằng ngày, chăm sóc sức khỏe, bảo vệ môi trường và các ứng dụng tiên tiến, bao gồm vật liệu có khả năng phân hủy và loại bỏ các chất gây ô nhiễm không khí cũng như vật liệu có thể sử dụng trong vũ trụ.
Để tìm hiểu cả sản phẩm cuối cùng lẫn quá trình phản ứng, phòng thí nghiệm sử dụng các hệ thống tổng hợp bằng vi sóng Monowave 400 và Monowave 400R của Anton Paar cùng với máy quang phổ Raman Cora 5001.
Theo dõi quá trình phản ứng theo thời gian thực
Với thiết bị trước đây, nhóm có thể tổng hợp vật liệu nhưng không thể quan sát diễn biến của phản ứng. Bằng cách kết hợp kỹ thuật tổng hợp bằng vi sóng với quang phổ Raman, hệ thống của Anton Paar cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi trực tiếp các phản ứng hóa học ngay khi chúng diễn ra.
Trong quá trình tổng hợp vật liệu gốm, thông tin theo thời gian thực này giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ lộ trình phản ứng và kiểm soát quy trình tốt hơn.
Kết quả có tính tái lập, không phụ thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành
Tiến sĩ Shirai nhấn mạnh độ tái lập của các thiết bị Anton Paar. Với các hệ thống trước đây, kết quả có thể khác nhau tùy thuộc vào người vận hành. Các hệ thống Monowave giúp giảm thiểu sự khác biệt này vì ngay cả những người dùng có mức độ kinh nghiệm khác nhau cũng có thể tiến hành phân tích và tổng hợp một cách nhất quán.
Các thiết bị còn có tính linh hoạt cao, đáp ứng nhu cầu sử dụng hằng ngày trong nghiên cứu học thuật. Các nhà nghiên cứu có thể lựa chọn nhiều chế độ vận hành, đồng thời điều chỉnh công suất vi sóng và phương thức gia nhiệt theo yêu cầu của từng quy trình tổng hợp.
Kiểm soát nhiệt độ và trực quan hóa
Các bình phản ứng của Monowave được trang bị hệ thống đo nhiệt độ tích hợp trong nắp, cho phép theo dõi chính xác nhiệt độ của dung dịch trong suốt quá trình chiếu xạ vi sóng.
Hệ thống cũng cho phép quan sát trực tiếp diễn biến của quá trình: một camera hỗ trợ đo phổ Raman, trong khi camera video ghi lại những thay đổi về màu sắc và hình dạng bên trong bình phản ứng. Bằng cách kết hợp các quan sát trực tiếp này với dữ liệu Raman, nhóm của Tiến sĩ Shirai có thể hiểu rõ hơn về diễn biến phản ứng và quá trình hình thành vật liệu mục tiêu.
