Xử lý nhiệt là gì? Các công bố khoa học về Xử lý nhiệt

Liệu pháp quang nhiệt (PTT) đã nổi lên như một phương thức điều trị ung thư hứa hẹn với độ đặc hiệu cao, tuy nhiên, hiệu quả điều trị của nó bị hạn chế bởi việc thiếu các tác nhân quang nhiệt hiệu suất cao (PTAs), đặc biệt trong vùng bức xạ hồng ngoại gần thứ hai (NIR‐II). Trong nghiên cứu này, dựa trên các tấm nano FePS₃ được chiết tách từ lỏng, một PTA NIR‐II có hiệu suất cao với hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt lên đến 43,3% đã được chứng minh, đây là một trong những giá trị cao nhất được báo cáo trong các PTA điển hình. Quan trọng hơn, các tấm nano 2D dựa trên Fe này cũng cho thấy hoạt tính xúc tác Fenton vượt trội nhờ diện tích bề mặt riêng siêu cao của chúng, đồng thời cho phép liệu pháp hóa động lực học (CDT) trong điều trị ung thư. Đáng chú ý, hiệu quả của CDT có thể được nâng cao hơn nữa nhờ hiệu ứng quang nhiệt, dẫn đến liệu pháp PTT/CDT tăng cường cho ung thư. Cả trong các nghiên cứu in vitro và in vivo đều cho thấy hiệu quả tiêu diệt khối u cao dưới sự chiếu xạ ánh sáng NIR‐II. Nghiên cứu này cung cấp một mô hình cho liệu pháp CDT và PTT trong vùng bức xạ NIR‐II thông qua một nền tảng nano 2D đơn lẻ với hiệu ứng điều trị mong muốn. Hơn nữa, với khả năng bổ sung cho hình ảnh cộng hưởng từ, chụp ảnh quang động học, cũng như tải thuốc, vật liệu 2D dựa trên Fe này có thể đóng vai trò như một nền tảng nanodiagnostic “tất cả trong một” 2D.

Các hạt kiều mạch (Fagopyrum esculentum Moench L.) được xay vỏ và sau đó, sau khi nghiền, được ép đùn trên máy ép đùn trục vít đôi xoay ngược với các nhiệt độ của thùng khác nhau: 120, 160 và 200°C. Sau quá trình nấu ăn bằng cách ép đùn, các hợp chất sau đây đã được phân tích: axit phenolic tự do và liên hợp, polyphenol tổng (TPC), tocopherol (T) và tocotrienol (T3), phosphate inositol (IP), glutathione giảm (GSH), và melatonin (MLT). Khả năng chống oxy hóa và hoạt tính giống enzym superoxide dismutase (hoạt tính SOD giống) được xác định trong nhân và sản phẩm ép đùn. Quá trình ép đùn đã gây ra sự giảm đáng kể ở tất cả các hợp chất được thử nghiệm, ngoại trừ axit phenolic. Nội dung của IP giảm 13%, GSH giảm 42%, và T + T3 giảm 62%. Mức độ MLT và TPC thấp hơn gấp ba lần được ghi nhận, trong khi hoạt tính giống SOD mất hẳn so với vật liệu chưa ép đùn. Một nội dung phenolic (tự do và giải phóng từ liên kết ester) cao gấp đôi đã được quan sát thấy. Mặc dù có sự giảm rõ rệt ở các chất chống oxy hóa đã được điều tra, hạt kiều mạch đã được ép đùn không có vỏ vẫn chứa nội dung đáng kể của các hợp chất sinh học hoạt động, dẫn đến chỉ giảm trung bình 10% khả năng chống oxy hóa.

Quá trình tiền xử lý thủy nhiệt (HP) là một phương pháp thân thiện với môi trường để phân hủy sinh học lignocellulose (LCB), đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính khả thi kinh tế của việc sản xuất nhiên liệu sinh học hoặc sản phẩm sinh học trong một nhà máy sinh học. Ở quy mô phòng thí nghiệm, HP thường được thực hiện dưới các chế độ không đồng nhất với kiểm soát nhiệt độ kém. Ngược lại, HP thường được thực hiện dưới điều kiện đồng nhất ở quy mô thương mại. Do đó, có sự khác biệt đáng kể trong các giá trị giải phóng polysaccharide được tìm thấy trong tài liệu. Vì vậy, dữ liệu HP quy mô phòng thí nghiệm không đáng tin cậy nếu cần mở rộng quy mô hoặc điều chỉnh HP ở quy mô lớn hơn. Bài viết này trình bày kết quả của quá trình HP lô quy mô phòng thí nghiệm đối với rơm lúa mì theo các chỉ số giải phóng xylan và glucan, được thu được với việc kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt dưới các điều kiện đồng nhất trong giai đoạn phản ứng. Các giai đoạn gia nhiệt và làm nguội được thực hiện với tốc độ nhanh (43 và -40 °C/phút, tương ứng), giảm thiểu thời gian phản ứng không đồng nhất. Do đó, kết quả giải phóng polysaccharide có thể được liên kết hoàn toàn với giai đoạn phản ứng đồng nhất và có thể được coi là một nguồn thông tin đáng tin cậy cho HP ở quy mô thương mại. Lượng xylan giải phóng cao nhất là 4.8 g/L hoặc 43% đạt được ở 180 °C và 20 phút, trong khi lượng glucan giải phóng đạt tối đa là 1.2 g/L hoặc 5.5% ở 160 °C/180 °C và 30 phút.

Kỹ thuật xử lý nhiệt nhanh (RTP) đã phát triển từ những nỗ lực nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nhằm nhanh chóng làm nóng các mảnh vật liệu bán dẫn nhỏ bằng cách sử dụng laser xung hoặc quét, đến các thiết bị RTP sản xuất có năng suất cao có khả năng làm nóng nhanh chóng các đĩa silicon kích thước 8-inch lên trên 1000 độ C chỉ trong 10 giây. Hơn nữa, ứng dụng ban đầu của việc hồi phục hư hại do cấy ion đã mở rộng để bao gồm sự hình thành silicide, tái chảy oxit, hình thành tiếp xúc, kiểm soát gò (hillock) và gần đây là oxi hóa và nitride hóa. Gần một tá nhà cung cấp hiện nay sản xuất thiết bị RTP và người sử dụng tiềm năng phải tự trả lời câu hỏi - “Thiết bị nào là tốt nhất cho tôi?” Mối quan tâm chính của các nhà nghiên cứu đối với thiết bị RTP là tính linh hoạt và khả năng kiểm soát trong khi kỹ sư sản xuất muốn có tính đồng nhất, khả năng tái lập và năng suất hợp lý. Trong khi đó, nhà thiết kế thiết bị muốn một quá trình “an toàn” không có ô nhiễm hay các tác động xấu khác làm suy giảm thiết bị. Bài báo này sẽ tập trung vào những vấn đề này và các vấn đề khác liên quan đến việc sử dụng xử lý nhiệt nhanh từ quan điểm của người dùng, bao gồm một số suy nghĩ về hướng đi của RTP trong tương lai.

Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt độ nhanh (RTP) đến các giao diện SiO₂/GaAs đã được nghiên cứu bằng kỹ thuật quang phổ electron Auger và quang phổ electron tia X. Các lớp SiO₂ có độ dày 100, 175, 200 và 1250 nm đã được phủ lên các đế GaAs kiểu n loại (100) được trồng bằng phương pháp Czochralski trong môi trường lỏng thông qua phương pháp phun RF. RTP đã được thực hiện ở 800°C trong 6 giây. Để so sánh, quá trình xử lý bằng lò truyền thống (CFP) cũng đã được thực hiện ở 800°C trong 20 phút đối với vật liệu SiO₂/GaAs dày 200 nm. Ga được quan sát trên bề mặt SiO₂ ngoài cùng đối với cả mẫu RTP và CFP. Điều này cho thấy sự khuếch tán của Ga xảy ra chỉ sau 6 giây ở 800°C ngay cả khi thông qua các lớp SiO₂ dày 1250 nm. Hồ sơ độ sâu của Ga cho thấy sự tích tụ của Ga trên bề mặt SiO₂ ngoài cùng của cả mẫu RTP và CFP. Lượng Ga trên bề mặt ngoài từ từ tăng lên trong khoảng độ dày từ 1250 đến 175 nm. As cũng được quan sát trên bề mặt ngoài. Lượng Ga và As trên bề mặt ngoài nhanh chóng tăng lên ở độ dày 100 nm. Các bẫy electron trong các mẫu RTP đã được nghiên cứu bằng quang phổ độ trễ sâu. Các bẫy electron khác nhau được tạo ra trong GaAs bởi RTP giữa các lớp SiO₂/GaAs dày 100 nm và 200 nm. Sự sản sinh các bẫy khác nhau bởi RTP được cho là có liên quan đến lượng mất mát của Ga và As qua các lớp SiO₂ từ GaAs.