مسامي كربونات الكالسيوم تكتسب جسيمات (CaCO3) اهتمامًا متزايدًا لاستخدامها في الكروماتوغرافيا، وتحميل الجزيئات الحيوية، وإطلاق المستحضرات الصيدلانية. كما تُستخدم في المعادن المحاكية للحيوية، وبناء الأسطح فائقة النفور من الماء.
تحضير تكنولوجيا المسامية كربونات الكالسيوم
أصبحت طريقة القالب هي النهج الرئيسي لإعداد المسامات كربونات الكالسيوم.
تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي والبوليمرات ومكونات النباتات الطبيعية كقوالب. ومع تقدم الأبحاث، طُوّرت طرق مثل الترسيب المشترك، وغشاء المستحلب، وطرق المذيبات/الحرارة المائية. تُثري هذه الطرق تقنيات التحضير بشكل كبير.
من بين تقنيات التحضير المختلفة، تُعدّ طريقة القالب شائعة الاستخدام ومستقرة. يتمثل المبدأ الرئيسي في طلاء القالب المختار بكربونات الكالسيوم، مما يُشكّل بنيةً مركزيةً وقشرية. يُزال القالب بعد ذلك عن طريق إذابة المذيب، أو التكليس في درجات حرارة عالية، أو المواد الكيميائية التفاعلات. تؤدي هذه العملية إلى ظهور جسيمات مجوفة البنية.
تنقسم طريقة القالب بشكل رئيسي إلى طريقتي قالب لين وصلب، حيث تسود طريقة القالب اللينة في تحضير كربونات الكالسيوم المسامية. في طريقة القالب، تُستخدم مواد خافضة للتوتر السطحي جزيئية صغيرة ومذيبات عضوية، بالإضافة إلى مركبات عضوية أو بوليمرات جزيئية كبيرة (عالية الكثافة) كقوالب.
عادةً ما يكون لكربونات الكالسيوم المسامية المُحضرة باستخدام طريقة القالب اللين أشكال مكعبة أو كروية. غالبًا ما تحتوي هذه الجسيمات على هياكل دودة، وقد تحتوي أسطحها على كميات صغيرة من عوامل القالب أو نواتج التحلل.
كربونات الكالسيوم تكنولوجيا التحكم في المسام والشكل
عند تحضير جسيمات كربونات الكالسيوم المسامية، ينصب التركيز على التحكم في مورفولوجيا وآليات التنوي. ويتم التحكم في مورفولوجيا كربونات الكالسيوم المسامية بشكل رئيسي باستخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي، كما تلعب عملية الإنتاج دورًا رئيسيًا. تتوفر أنواع مختلفة من المواد الخافضة للتوتر السطحي، بما في ذلك جزيئات صغيرة مثل حمض الأسبارتيك الأنيوني. تُستخدم عادةً إضافات قائمة على البوليمر، مثل بوليسترين سلفونات الأنيونية (PSS)، وكحول البولي فينيل غير الأيوني (PVA)، وبولي أكريلاميد (PAM)، وأكسيد البولي إيثيلين (PEO). كما تُستخدم أيضًا البوليمرات الكتلية المحبة للدهون (DHBCs) وأنظمة المواد الخافضة للتوتر السطحي ثنائية المكونات، مثل خليط البوليمرات الثلاثية الكتل (PEO-PPO-PEO) وSDS المركب.
مجالات تطبيق كربونات الكالسيوم المسامية
تعتمد تطبيقات كربونات الكالسيوم المسامية بشكل أساسي على بنيتها وشكل البلورة.
ولذلك أصبحت دراسة طرق وآليات تحضيره موضوعا ساخنا في تطويره.
الأدوية الناقل
يمكن استخدام كربونات الكالسيوم المسامية كمادة حاملة للأدوية، مما يوفر قدرة عالية على تحميل الدواء وأداءً جيدًا لإطلاقه المستمر. وخاصةً عند تغليفها بمادة غلافية سريعة الاستجابة، يمكنها منع الإطلاق المفاجئ للمبيدات الحشرية وتعزيز وظائف الاستجابة لنظام توصيل الدواء. ينتج عن ذلك نظام يتميز بخصائص إطلاق متحكم متعددة الاستجابة.
مواد البطارية
استخدم الباحثون لأول مرة كربونات الكالسيوم النانوية كمُضاف إلكتروليتي صلب في بطاريات الليثيوم المعدنية. يرتبط هذا المُضاف بالمنتجات الثانوية، مثل حمض الهيدروفلوريك، في الإلكتروليت، مما يُخفف الحموضة ويُشكل طبقة SEI أكثر كثافة ومتانة. يمكن لأيونات Ca2+ المُنطلقة في EC/DEC أن تُمتص على سطح المعدن، مُوفرةً تأثير حماية كهروستاتيكي.
المواد البلاستيكية
لكربونات الكالسيوم المسامية استخدامات متعددة في البلاستيك. فمن جهة، تُستخدم كمادة مالئة لتحسين الخواص الميكانيكية والبصرية. ومن جهة أخرى، تُستخدم كعامل نووي لتحسين قابلية المعالجة.
مادة الامتزاز
تُعطي مساحة السطح النوعية العالية ومسامية كربونات الكالسيوم المسامية خصائص امتزاز ممتازة. وقد ابتكرت إحدى المؤسسات طريقةً لإزالة الفلور من مياه الصرف الناتجة عن تعويم ميكا الليثيوم، باستخدام عامل إزالة فلور يتضمن مرسبًا وعاملًا مُعطِّلًا للامتصاص. عامل إزالة الفلور هو كربونات الكالسيوم المسامية المحملة بهيدروكسيد الصوديوم (NaOH) وكلوريد الألومنيوم (AlCl3). بإضافة عامل إزالة الفلور إلى عامل إزالة الفلور، يُعالج هذا تحدي إزالة الفلورايد من مُركّبات حمض الفلوروسيليك.
مادة لاصقة
ابتكرت شركة لاصقًا عالي الالتصاق ومقاومًا للمذيبات، بالإضافة إلى طريقة تحضيره، بالإضافة إلى فيلم مركب من البولي إيميد واستنسل طباعة الشاشة. يُعَدَّل اللاصق بعوامل اقتران فينيل سيلان، ويُحمَّل بما يتراوح بين 18 و30 جزءًا من عامل معالجة. يُوفر هذا الحمل العالي من عامل المعالجة للمنتج التصاقًا عاليًا ومقاومة عالية للمذيبات، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لربط أفلام البولي إيميد والشبكات المعدنية لاستنسلات طباعة الشاشة.
مواد التكسية الورقية
اخترعت شركة مادةً زخرفيةً مصنوعةً من الورق مقاومةً للأشعة فوق البنفسجية. في هذه المادة، تُملأ حشوات كربونات الكالسيوم المسامية بثاني أكسيد التيتانيوم، مما يُنتج بنجاح سطحًا ورقيًا يتمتع بحماية ممتازة من الأشعة فوق البنفسجية.
أجهزة الاستشعار الحيوية
المستشعرات الحيوية هي طرق تحليل سريعة ودقيقة على المستوى الجزيئي. لها تطبيقات واسعة في التشخيص السريري، والرقابة الصناعية، وتحليل الأغذية والأدوية، وحماية البيئة، وأبحاث التكنولوجيا الحيوية.
مادة مضافة لرصف الأسفلت
ابتكرت شركة مادةً مُضافةً لرصف الأسفلت، وهي رصفٌ إسفلتيٌّ ذاتيُّ الشفاء، وطريقة تحضيره. المادة المضافة هي مادةٌ مُركَّبةٌ مصنوعةٌ من كبسولاتٍ دقيقةٍ مُعَدَّلةٍ بأسلاكٍ نانويةٍ فضية، ومُجدِّدٍ للإسفلت، وكربونات الكالسيوم المسامية. تُطلِق المادةُ المُركَّبةُ مُجدِّدَ الإسفلت ببطءٍ وفعاليةٍ أثناء تكوُّن الرصف، مُعوِّضةً بذلك فقدانَ المُكوِّناتِ العطريةِ فيه. هذا يُؤخِّرُ عمليةَ شيخوخةِ الإسفلتِ وتشققِه. يُعزِّزُ التأثيرُ التآزريُّ لكلا المُكوِّنينِ متانةَ الرصفِ الإسفلتيِّ وقدرتَه على الشفاءِ الذاتيِّ، مما يجعله عمليًا للغاية.
السيراميك الحيوي
بفضل موصليته العظمية الممتازة، وتوافقه الحيوي، وقابليته للتحلل، يُستخدم كربونات الكالسيوم على نطاق واسع في علم الأحياء والطب. في أوائل التسعينيات، استُخدم كربونات الكالسيوم المسامية في زراعة خلايا نخاع العظم البشري، والخلايا الليفية، والخلايا الليفية اللثوية، وخلايا بناء العظم الجنينية للفئران. بالمقارنة مع المواد الأخرى، لا يتميز كربونات الكالسيوم المسامية بمسامية جيدة، وحجم مسام جيد، وترابط مسام جيد فحسب، بل يُظهر أيضًا توافقًا حيويًا أفضل. كما يُساعد في توجيه عملية تجديد العظام وإصلاحها. سريريًا، في جراحة العظام وجراحة الفم والوجه والفكين، استُخدم كربونات الكالسيوم المسامية لإصلاح عيوب العظام، محققًا نتائج جيدة.
خاتمة
حاليًا، تُركز الأبحاث المتعلقة بكربونات الكالسيوم المسامية بشكل أكبر على تطبيقاتها المتطورة. وبفضل بنيتها المسامية، ومساحتها السطحية النوعية العالية، ومساميتها العالية، تُستخدم كعامل معالجة مياه لامتصاص المواد الذائبة والمواد الغروانية. ومع ذلك، لا تزال الأبحاث المتعلقة بقدرة كربونات الكالسيوم المسامية على امتصاص الملوثات الغازية، والجسيمات الدقيقة، والمعادن الثقيلة بحاجة إلى مزيد من الاكتشافات.
مسحوق ملحمي
إيبك باودر، خبرة تزيد عن 20 عامًا في صناعة المساحيق فائقة النعومة. ندعم بنشاط تطوير المساحيق فائقة النعومة، مع التركيز على عمليات التكسير والطحن والتصنيف والتعديل. تواصل معنا للحصول على استشارة مجانية وحلول مُخصصة! فريقنا من الخبراء مُلتزم بتقديم منتجات وخدمات عالية الجودة لتعزيز قيمة معالجة مساحيقك. إيبك باودر - خبيرك الموثوق في معالجة المساحيق!