Добрый день! С Вами Химик.
Вчера я рассказывал, как СЭМ помогает увидеть микроструктуру каолина. Многие скажут: «А зачем вообще настолько детально изучать такой, вроде бы простой минерал?».
Ну, сам минерал не такой уж и простой. А понимать этот материал с точки зрения такого подробного изучения крайне необходимо, чтобы, во-первых, правильно проводить НИОКР, используя разные марки и структуры, а, во-вторых, чтобы объективно контролировать качество поступающего каолина на производство. Именно глубокое, фундаментальное знание структуры материала дает исследователю возможность точно прогнозировать результаты экспериментов и верным образом подходить к разработке таких важных медицинских изделий.
Вернемся к СЭМу. Работа СЭМ требует высокой инженерной точности. Исследование проводится в глубоком вакууме, чтобы молекулы воздуха не рассеивали электронный пучок. Электромагнитные линзы должны удерживать электроны с точностью до нанометров, а малейшие вибрации, колебания температуры или внешние магнитные поля способны повлиять на качество изображения. Именно поэтому современные электронные микроскопы представляют собой сложные научные комплексы, объединяющие вакуумную технику, высоковольтную электронику, сверхточную механику, магнитную оптику и мощное программное обеспечение.
Итак, если оснастить СЭМ системой энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS), он превращается в полноценный аналитический комплекс. Каждый химический элемент испускает рентгеновские кванты с уникальной энергией — своеобразный «атомный отпечаток». Анализируя этот спектр, можно определить, какие элементы входят в состав материала, оценить их содержание и даже построить карты их распределения по поверхности (что кране важно для гранулированных гемостатиков с широкой композицией как у «Быстроспас»).
Благодаря этой технологии можно не просто получать красивые изображения. СЭМ позволяет понять, как устроен материал, а EDS — из чего он состоит. Именно поэтому сегодня сканирующая электронная микроскопия является одним из основных инструментов материаловедения, нанотехнологий, биомедицины и разработки новых функциональных материалов. Таким образом, исследователь получает возможность определить элементный состав анализируемых частиц. Такой анализ подтверждает присутствие основных компонентов каолина — кремния (Si), алюминия (Al) и кислорода (O), а также позволяет выявить примеси железа, титана, кальция, калия и других элементов, которые могут влиять на цвет, чистоту, биосовместимость и функциональные свойства материала (а это очень важно).
Конкретно мы используем сканирующий электронный микроскоп Supra 40 с приставкой INCAx-act для энергодисперсионного микроанализа (он на фото сверху). А типичный результат анализа представлен на нижней картинке (здесь уже добавлен элементный состав материала). Зная элементный состав и исходный материал можно легко рассчитать (методом обратной реконструкции химической формулы) сколько и каких конкретно веществ (уже именно веществ, а не просто химических элементов) в вашем образце.
А завтра изучим как у каолина измерить удельную поверхность и зачем нам в лаборатории столько жидкого азота.

До новых встреч!🤙

#ЛабаМыслиХимика

Добрый день. С Вами Химик!
Как и обещал, сегодня расскажу об измерении удельной поверхности каолина.
При разработке новых материалов большое значение имеет изучение их поверхности. Удельная поверхность характеризует, какая площадь поверхности приходится на один грамм материала. Для порошков, таких как каолин, этот показатель отражает степень дисперсности и количество доступных активных участков поверхности. Чем выше удельная поверхность, тем больше возможностей для взаимодействия материала с окружающей средой и компонентами различных композиций. Значение удельной поверхности позволяет оценить степень дисперсности материала, количество доступных активных участков и сравнить различные образцы между собой. Эти данные используются при выборе каолина с наиболее подходящими характеристиками и при разработке изделий на его основе, и при контроле качества сырья, обеспечивая воспроизводимость свойств разработанных композиций.
В нашей лабе мы используем анализатор SORBI-M, предназначенный для определения удельной поверхности порошкообразных и пористых материалов методом БЭТ (Брунауэра–Эммета–Теллера). Этот метод основан на измерении количества молекул газа, которые адсорбируются на поверхности исследуемого образца. Надо сказать, что это прибор отечественный и это крайне приятно осознавать (он на картинке к посту).
Перед началом анализа образец каолина помещают в измерительную ячейку и подвергают дегазации. Этот этап необходим для удаления с поверхности влаги, воздуха и других веществ, которые могли адсорбироваться во время хранения. Если их не удалить, они будут занимать активные участки поверхности и приведут к искажению результатов.
После подготовки образец охлаждают в сосуде с жидким азотом до температуры около 77 К (-196 °C). Именно при этой температуре азот переходит в условия, при которых его молекулы стабильно адсорбируются на поверхности твердого материала, образуя сначала монослой, а затем последующие слои. Чем больше площадь поверхности образца, тем больше молекул азота может на ней удержаться.
В приборе SORBI-M используется динамический метод газовой адсорбции. Через измерительную ячейку пропускают газовую смесь, содержащую азот и гелий. При прохождении через охлажденный образец часть молекул азота адсорбируется на поверхности частиц, тогда как гелий практически не взаимодействует с материалом и проходит через систему без задержки. Изменение состава газовой смеси регистрируется детектором, а программное обеспечение рассчитывает количество адсорбированного азота.
Особую роль в измерениях играет гелий. Благодаря своим физическим свойствам он практически не адсорбируется на большинстве твердых поверхностей при температуре жидкого азота. Поэтому гелий используют как газ-носитель и для определения свободного объема измерительной системы. Это позволяет точно определить, какая часть азота была действительно поглощена поверхностью образца, а какая просто находилась в свободном объеме измерительной ячейки.
На основании количества адсорбированного азота строится адсорбционная зависимость, после чего по уравнению БЭТ вычисляется площадь поверхности, приходящаяся на единицу массы материала. Именно этот показатель называют удельной поверхностью и выражают в квадратных метрах на грамм (м²/г).
Вот такой важный и полезный метод. Помню, как на одном из мероприятий по такмеду один из разработчиков каолиновых гемостатиков утверждал, что это все муть и проверить каолин можно и без этого. Можно. Но, как я и писал ранее, это работа вслепую, наугад. Материал для таких ответственных задач надо не просто изучить всеми возможными способами, но и разложить его на атомы (что мы, кстати, сделали в прошлом посте). Все тесты, методики и оборудование, которое я так душно описываю не дают четкой картины по отдельности. Раз уж я так люблю слово композиция в рамках наших изделий, то и в рамках таких исследований нужна композиция – несколько проверенных, четких, воспроизводимых тестов, каждый из которых работает в очень узкой задаче, а все вместе они показывают картину целиком.
До новых встреч!
#ЛабаМыслиХимика

7 августа 2026 года мы подписали с Ярославским Государственным Медицинским Университетом договор о научном сотрудничестве. Ректор ЯГМУ, академик РАН, профессор Александр Леонидович Хохлов и руководитель департамента инноваций и разработок компании «Фарм-Медик» Алексей Владимирович Глухов, а также генеральный директор компании «Фарм-Мед-Продакшн» Нина Павловна Пришляк подписали два соглашения о сотрудничестве.
На встрече также была Спиридонова Елена Александровна , Доктор Медицинских Наук , профессор, главный научный сотрудник лаборатории клинической патофизиологии критических состояний НИИ общей реаниматологии имени В.А. Неговского ФНКЦ PP, Москва( с которым наша компания тоже проводит серию научных исследований)
В рамках встречи были обсуждены перспективы совместной научно-исследовательской работы, в том числе более глубокое изучение гемостатических и перевязочные материалов нового поколения производимых в компании Фарм-Медик, оценка их эффективности и возможностей дальнейшего практического применения .
Реализация совместных проектов соответствует задачам программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» и направлена на развитие прикладных исследований, укрепление взаимодействия науки и производства, а также внедрение результатов научных разработок в практическое здравоохранение