Capturar la dinámica de congelación y secado de las nanopartículas de NaCl utilizando la espectroscopia THz

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Ciencias de los materiales
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• Las soluciones de cloruro de sodio (NaCl) forman hidrato de NaCl (NaCl·2H₂O) a bajas temperaturas, sirviendo como modelo para estudios de liofilización en alimentos y productos farmacéuticos.
• La comprensión de la cristalización del NaCl durante la congelación es crucial para optimizar los procesos de liofilización.

Objetivo del estudio:

• Investigar las etapas iniciales de la cristalización del NaCl durante la congelación de las soluciones acuosas.
• Identificar las sustancias precursoras de la formación de hidratos de NaCl mediante técnicas espectroscópicas avanzadas.

Principales métodos:

• Se utilizó la espectroscopia de terahercios (THz) para detectar y analizar las partículas durante la congelación de las soluciones de NaCl.
• El análisis se centró en la identificación de partículas del tamaño de una célula y sus firmas espectrales.

Principales resultados:

• Se detectaron partículas de NaCl del tamaño de una célula, no documentadas previamente en los diagramas de fase, en el hielo durante la congelación de la solución de NaCl.
• Se identificaron dos tipos de partículas de NaCl metastables del tamaño de una célula unitaria como precursores de la formación de NaCl·2H₂O.
• Estas partículas precursoras exhibieron picos de absorción distintos en los espectros de terahertz.

Conclusiones:

• La existencia de partículas de NaCl del tamaño de una célula unitaria destaca la complejidad de la cristalización de NaCl durante la congelación.
• Este descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre el proceso de liofilización.
• Abre caminos para el desarrollo de nuevas tecnologías de liofilización para la producción de partículas de tamaño nanométrico, como polvos farmacéuticos ultrafinos con mayor solubilidad.