凍結粉砕は、極低温粉砕または凍結粉砕とも呼ばれ、材料を極低温に冷却した後、小さな粒子に粉砕するプロセスである。この方法は、通常の温度では加工が難しい材料に特に有効です。
凍結粉砕とは？5つのポイントを解説
1.プロセスの概要
冷却と冷却:プロセスは、液体窒素を使って試料を冷却することから始まる。このステップにより、材料はもろくなり、粉砕しやすくなる。
小さな粒子にする:冷却後、材料は小さな粒子に粉砕される。これは、高速ローターミル、衝撃式ボールミル、遊星ボールミルなど、さまざまな方法で行うことができる。
2.極低温粉砕の利点
熱に弱い成分の保護:低温のため、熱に弱い成分の熱劣化を防ぎ、試料の完全性を保つことができる。
効率とスピード:極低温による脆性により、従来の方法に比べ、より迅速で効率的な粉砕が可能です。
均一な分散:このプロセスは、より均一な粒子径をもたらし、一貫したサンプル特性を必要とするアプリケーションに有益です。
困難な材料の取り扱い:極低温粉砕は、繊維、脂肪、揮発性物質を含むような、常温では粉砕が困難な試料に特に効果的です。
3.用途
バイオテクノロジー:動植物組織のような生体試料を、その構造を損なうことなく粉砕するために使用される。
化学と医薬品:酸化に敏感な試料や、ビタミンやカロテンなどの揮発性成分を含む試料の粉砕に有効です。
材料科学:金属粉や微細構造を必要とする材料の処理に有効。
地質学・植物研究:DNA抽出など、サンプルの完全性が重要な研究分野に応用。
4.極低温粉砕の種類
フリーザーミリング:ソレノイドを使ってバイアル内の粉砕メディアを往復させ、液体窒素の温度で試料を粉砕する。この方法は特に温度に敏感な試料に有効である。
クライオミリング:メカニカルミリングの一種で、試料を極低温スラリー中または極低温で粉砕し、微細な粒子を得る方法。粉砕中、粉砕ジャーは液体窒素で連続的に冷却される。
5.従来の粉砕の課題を克服する
発熱:極低温研削は、試料劣化の原因となる発熱の問題を解消します。
引張応力と工具寿命:極低温の脆化効果により、引張応力の発生を抑え、研削工具の寿命を延ばします。
目詰まりとガム:低温のため、材料同士がくっつきにくく、研削装置の目詰まりを防ぎます。
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