A criomilling é uma forma especializada de fresagem mecânica que envolve o processamento de materiais a temperaturas criogénicas. Normalmente, utiliza-se azoto líquido ou árgon líquido. Esta técnica é particularmente benéfica para o reforço de materiais através do refinamento do tamanho do grão e da dispersão de partículas finas à escala nanométrica.
5 pontos-chave explicados
1. Definição e processo de criomilling
A criomilling é um tipo de moagem mecânica em que os materiais são processados a temperaturas criogénicas. Normalmente, esta temperatura é inferior a -150°C, utilizando azoto líquido ou árgon líquido.
O jarro de moagem realiza uma oscilação radial numa posição horizontal. Isto faz com que as esferas de trituração tenham um impacto de alta energia no material da amostra, pulverizando-o.
O jarro é continuamente arrefecido com azoto líquido durante o processo. Isto ajuda a manter o ambiente criogénico.
2. Vantagens da criomilagem
O criomilling permite o processamento de grandes quantidades de material. Isto pode ser até lotes de 1-30 kg, tornando-o adequado para a produção em escala industrial.
O ambiente criogénico reduz significativamente os tempos de moagem em comparação com os métodos convencionais. Isto deve-se ao facto de o material se tornar mais frágil e mais fácil de moer.
A utilização de gases inertes como o azoto ou o árgon ajuda a limitar a contaminação. Isto preserva a integridade do material.
Ao funcionar a temperaturas criogénicas, a criomilling evita danos térmicos e reacções químicas indesejáveis. Este facto aumenta a estabilidade térmica do material processado.
3. Aplicações e benefícios na ciência dos materiais
A criomilling é utilizada para refinar o tamanho do grão dos materiais. Isto leva a um aumento do limiar de tensão de fluência e a um melhor desempenho a temperaturas intermédias.
A técnica pode gerar estruturas nanocristalinas e outras estruturas de não-equilíbrio em grandes quantidades. Estas são benéficas para várias aplicações na ciência dos materiais.
A criomilling é particularmente eficaz para o processamento de materiais voláteis e sensíveis à temperatura. Isto evita a perda de ingredientes sensíveis ao calor e mantém a distribuição do tamanho das partículas, a cor e as actividades biológicas.
4. Desenvolvimento histórico e contexto científico
A criomilagem foi originalmente desenvolvida na Exxon Research and Engineering. A primeira descrição foi feita numa patente dos EUA para uma liga de ferro yttriated.
A técnica foi descrita pela primeira vez na literatura para um compósito Al-Al2O3. O objetivo era melhorar a resistência à fluência através do reforço da dispersão.
Desde então, a criomilling tem sido aplicada a vários materiais, incluindo produtos farmacêuticos como o piroxicam e a indometacina. Tem demonstrado eficácia na preparação de estados amorfos e na redução da agregação de partículas.
5. Desafios e considerações
O processo requer equipamento especializado para manter o ambiente criogénico. Este pode ser dispendioso e complexo de instalar.
A eficácia da criomilling depende das propriedades do material. Isto inclui a sua fragilidade e sensibilidade às mudanças de temperatura.
Embora o criomilling possa melhorar a eficiência da preparação do medicamento, também pode reduzir a estabilidade física do produto final. Isto requer uma consideração cuidadosa em aplicações farmacêuticas.
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