材料科学とは、新しい材料の構造を発見し、製造し、応用することに関わる複雑で学際的な科学分野です。この分野の本質は、液体・固体・アモルファス(非結晶)材料の物理化学的構造を理解し、それらの性質、性能、加工適性を明らかにすることにあります。通常、こうした包括的なアプローチを、材料特性評価(material characterization)と呼びます。
材料特性評価には、これまでに確立されたさまざまな分析手法が用いられており、大きく分けて侵襲的(invasive)と非侵襲的(non-invasive)の2つのカテゴリーに分類されます。侵襲的な分析手法とは熱や遠心力等の物理的ストレスを与えることでサンプルの性質を変化させて分析する手法であり、非侵襲的な分析手法とはサンプルの性質を変化させずに分析する手法です。どちらの分析手法にも、材料特性を評価する上でメリットとデメリットがあります。
侵襲的な分析手法における大きな課題の一つは、実験中に複雑な分散系材料が変性しないようにすることです。現在の産業用材料の多くは、充填(filler)、結合剤(binder)、増粘剤(thickener)、微粒子(particulate)、液滴、溶媒、ポリマーなど、複数の成分から構成されており、成分間の相互作用は動的な平衡状態にあります。侵襲的な手法を用いると、この平衡状態が崩れる可能性があります。そのため、製品の製造、保管、使用時の条件を再現できる場合に限って適用されるべきです。一方、非侵襲的手法は、非常に繊細な材料を評価したり、材料の本来の状態を保ったまま特性評価する場合に適しています。
以上の背景から、「革新的な材料特性評価」とは、従来の評価方法を刷新しようとする取り組みと言えます。特に、液体中に微粒子や液滴が分散している分散系材料の本来の状態を保ったまま、その物理的安定性を非侵襲的に評価できる新しい測定技術や解析手法の開発に焦点が当てられています。
The Turbiscan is used to gather quantitative data on the physical stability of liquid dispersions (emulsions, suspensions, and foams) with regards to their agglomerating/aggregating behavior, as well as phase separation such as sedimentation or creaming. It boasts a rapid scan frequency with static multiple light scattering (SMLS) technology that works up to 1,000 times faster than visual bottle tests. Turbiscan is widely used in many industries that need to control the stability of their formulations such as cosmetics, pharmaceuticals, foods, and many other products.
Microtrac is dedicated to disruptive innovation within the analytical science sector, providing unique solutions for measuring the stability, particle size, and phase transitions of complex dispersions. The Turbiscan instruments have been installed in more than 2,000 research and development facilities worldwide.
Materials characterization must be carried out with unique considerations for the characteristics of distinct materials. If you would like to perform sensitive and high-precision measurements of difficult solutions, we can provide instruments to suit your requirements. Please contact us for any more details.