Caracterización de partículas: técnicas avanzadas para el tamaño, la forma, la superficie y la estabilidad

Descubra los métodos de caracterización de partículas para todas las aplicaciones posibles. Amplíe sus conocimientos sobre el tamaño, la forma, el área superficial y la estabilidad, y descubra las posibilidades de la difracción láser, la DLS, el análisis de imágenes, la medición de sorción, el potencial zeta y la SMLS con los equipos Microtrac.

Introducción a la caracterización de partículas

La caracterización de partículas es el análisis sistemático de sus propiedades, como el tamaño, la forma, el área superficial, la carga superficial y la estabilidad. Estas características determinan la manera de fluir de los polvos, la estabilidad de las emulsiones, cómo se disuelven los fármacos y el rendimiento de los materiales avanzados.

Desde el sector farmacéutico y alimentario hasta la minería, la energía y la fabricación aditiva, las industrias confían en las técnicas de caracterización de partículas para garantizar la calidad, optimizar los procesos y satisfacer las normas internacionales.

Microtrac ofrece la cartera de productos más amplia del mercado, atendiendo a todos y cada uno de los aspectos de la caracterización de partículas:

• Tamaño y forma con la difracción láser y el análisis dinámico de imágenes
• Nanopartículas y potencial zeta con métodos de dispersión dinámica de luz, electrocinéticos y de retransmisión
• Área superficial y porosidad con la adsorción de gas
• Estabilidad y vida útil con la dispersión de luz múltiple estática (SMLS)
• Densidad con la picnometría de gas

En esta página se estudian los métodos principales usados en la caracterización de partículas, sus aplicaciones y cómo los instrumentos de Microtrac generan resultados precisos, reproducibles y conformes a las normativas.

Técnicas de caracterización de partículas

Difracción láser

La difracción láser es el método más utilizado para determinar la distribución granulométrica. Un láser atraviesa una muestra dispersa y los detectores miden los patrones de dispersión.

Ventajas:

• Rango amplio: desde submicrones hasta milímetros
• Mediciones rápidas y repetibles
• Conforme a la norma ISO 13320 y la USP <429>

SYNC de Microtrac: el SYNC integra de forma única la difracción láser y el análisis dinámico de imágenes en un solo instrumento, generando datos tanto del tamaño como de la forma de las partículas en una sola ejecución.

Los resultados se calculan aplicando la teoría de Mie o de Fraunhofer para presentar una distribución de tamaño basada en el volumen.

Dispersión de luz dinámica (DLS)

La dispersión dinámica de luz mide las nanopartículas al analizar las fluctuaciones en la luz dispersa causadas por el movimiento browniano.

Ventajas:

• Perfecto para partículas de 0,3 nm a 1 µm
• Rango amplio de concentración, muchas veces sin necesidad de dilución
• Estandarizado según la norma ISO 22412

NANOTRAC FLEX de Microtrac: el NANOTRAC FLEX ofrece una sensibilidad excepcional en nanopartículas e incluso puede analizar suspensiones concentradas o turbias con una preparación de muestras mínima.

Potencial zeta y carga superficial

El potencial zeta influye en la interacción de las partículas con su entorno al afectar la carga superficial, lo que a su vez influye en propiedades como la adhesión, la eficacia de filtrado, la reología y la compatibilidad biológica. Aparte de la estabilidad coloidal, desempeña un papel fundamental en la administración de fármacos, la incrustación de membranas, la acumulación de proteínas y el comportamiento electrocinético en sistemas microfluídicos. La medición del potencial zeta sirve para predecir si las partículas seguirán dispersas o se acumularán con el paso del tiempo.

Ventajas:

• Fundamental para comprender la estabilidad coloidal de suspensiones y emulsiones
• Permite optimizar la formulación

STABINO ZETA de Microtrac: El STABINO ZETA combina el análisis del potencial zeta con una unidad de valoración volumétrica (p. ej., pH o aditivo) para mapear el comportamiento de la carga superficial en tiempo real.

Juntos, el NANOTRAC FLEX (DLS) y el STABINO ZETA forman un potente dúo para analizar nanopartículas y coloides.

Análisis dinámico de imágenes

El análisis dinámico de imágenes registra imágenes a alta velocidad de partículas en movimiento y, posteriormente, mide su tamaño y su forma. A diferencia de muchas otras técnicas de caracterización de partículas, el DIA no asume que la geometría es esférica, por lo que lo convierte en el dispositivo ideal cuando la morfología es un aspecto crucial.

Ventajas:

• Mide el tamaño y la forma a la vez
• Detecta partículas irregulares y de gran tamaño
• Estandarizado según la norma ISO 13322-2

Serie CAMSIZER de Microtrac:

• CAMSIZER X2: análisis del tamaño y la forma de las partículas de 0,8 µm a 8 mm con tecnología de doble cámara.
• CAMSIZER 3D: la obtención de imágenes desde múltiples ángulos reconstruye la verdadera morfología en 3D, con un nivel de detalle incomparable en partículas irregulares.

Adsorción de gas (área superficial y porosidad)

La adsorción de gas (incluido el análisis BET) mide la forma en que los gases se adsorben en las superficies de las partículas para determinar el área superficial específica y la distribución del tamaño de los poros.

Aplicaciones:

• Catalizadores, adsorbentes y materiales energéticos
• Sólidos porosos en construcción y cerámica
• Nanomateriales con una relación alta entre superficie y volumen

Serie BELSORP de Microtrac: La serie BELSORP garantiza unas mediciones precisas de la porosidad y el área superficial BET de conformidad con la norma ISO 9277.

Estabilidad y vida útil (SMLS)

La estabilidad de la dispersión determina si las emulsiones, las suspensiones o los coloides siguen siendo homogéneos con el paso del tiempo. La dispersión de luz múltiple estática (SMLS) rastrea los cambios en la luz transmitida y retrodispersada para detectar fenómenos como la sedimentación, el cremado o la floculación.

Ventajas:

• Control en tiempo real sin dilución
• Detecta signos tempranos de inestabilidad
• Agiliza el pronóstico de la vida útil

Gama TURBISCAN de Microtrac: la serie TURBISCAN es todo un referente en análisis de estabilidad. Evalúa emulsiones, suspensiones y dispersiones en industrias que van desde la farmacéutica y la cosmética hasta la alimentaria y los recubrimientos, lo que permite a los formuladores pronosticar la vida útil en cuestión de horas en lugar de meses.

Medición de la densidad (picnometría)

La picnometría de gas determina la densidad real de sólidos y polvos midiendo el desplazamiento del gas.

Aplicaciones:

• Polvos metálicos para fabricación aditiva
• Cerámica y materiales de construcción
• Polvos y excipientes farmacéuticos

BELPYCNO de Microtrac: el BELPYCNO ofrece mediciones de la densidad con una elevada precisión conforme a la norma ASTM B923 y la norma ISO 1183.

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