Levitation آکوستیک یک چرخش خالص در ساخت دارو ایجاد می کند

نیاز به فضایی عاری از آلاینده برای تولید دارو، دانشمندان را بر آن داشته تا بسیاری از رویکردهای خلاقانه جدید را برای بهبود این فرآیند امتحان کنند. در آزمایشگاه ملی Argonne، ایجاد دستگاهی که ترکیبات شیمیایی را در هوای رقیق شناور می کند و می چرخد، تنها پاسخی بود که آنها به دنبال آن بودند. این به معنای دو تغییر مهم بود: مقدار هر ماده شیمیایی لازم را می‌توان بسیار دقیق اجرا کرد و خطر ناخالصی‌های بیرونی که نتایج را مختل کند به حداقل رسید.

چگونه صدا به تنهایی می تواند ماده را بلند کند

محققان در آزمایشگاه ملی Argonne (Argonne) برای بهینه‌سازی کارایی بالابر صوتی خود به شبیه‌سازی چندفیزیکی و نمونه‌سازی آزمایش و خطا روی آوردند. وقتی می‌خواهیم یک شی را جابه‌جا کنیم، صدا ممکن است ابزاری نباشد که معمولاً به آن می‌رسیم. بنابراین چگونه می تواند در محیط آزمایشگاهی اشیاء را شناور یا معلق کند؟ همه چیز در مورد ترکیب نیروها به روش درست برای ایجاد بالابر است.

هنگامی که ارتعاشات صدا از طریق محیطی مانند هوا عبور می کنند، فشرده سازی حاصل قابل اندازه گیری و واقعی است. با ترکیب نیروی آکوستوفورتیک، گرانش و کشش، فشار به اندازه ای است که نه تنها موادی مانند داروی مایع را بلند می کند، بلکه به دارو اجازه می دهد تا بر اساس نیاز اپراتور قرار گیرد، بچرخد و حرکت کند.

محفظه‌های فشار ایجاد شده توسط امواج بین مبدل‌های بالابر صوتی، بار سنگین را در مقیاس ذرات انجام می‌دهند.

چرخش قطرات دارو قبل از اینکه متبلور شوند

با نگه داشتن قطرات در یک چرخش ثابت، محققان می توانند روی واکنش های شیمیایی کار کنند در حالی که دارو مایع و بی شکل می ماند. این کلید برای ایجاد یک محیط امن و پایدار است که در آن دارو به درستی شکل می گیرد.

مدل سازی هندسه لویتاتور آکوستیک

هر ماده و اندازه گیری در بالابر آکوستیک هم این که آیا دستگاه در طراحی نهایی خود کار می کند و هم اینکه چگونه می توان آن را بر اساس نیازهای دانشمندانی که از آن استفاده می کنند تنظیم شود، تغییر می کند.

هندسه دستگاه شامل دو مبدل کوچک پیزوالکتریک است که مانند شیپور در بالا و پایین منطقه کاری که در آن دارو ایجاد می شود، ایستاده اند، مانند زیر:

عکس بالابر آکوستیک
الگوهای موج شناور آکوستیک توسط قطعات فوم پروفیل گاوسی که بر روی مبدل هایی با فواصل مساوی قرار دارند کنترل می شوند.

احتمالاً مهمترین بخش طراحی فوم پروفیل گاوسی است که از پلی استایرن تشکیل شده و انتهای هر مبدل را می پوشاند. این فوم برای حذف امواج صوتی که خارج از محدوده مورد نیاز است عمل می کند. این به عنوان یک فیلتر برای حفظ امواج ایستاده یکنواخت و کاملاً مشخص عمل می کند.

تیم Argonne با استفاده از COMSOL Multiphysics همراه با ماژول آکوستیک، ماژول CFD و ماژول ردیابی ذرات، شناور آکوستیک را مدلسازی کردند. آنها با شبیه سازی به صورت منسجم توانستند شکل میدان صوتی و محل قطرات شناور را محدود کنند.

شبیه سازی توزیع قطرات
شبیه سازی بالا نشان می دهد که در T = 0.75 ثانیه قطرات از ذرات تشکیل شده است. در سمت چپ، شبیه سازی توزیع ذرات مورد انتظار را نشان می دهد و در سمت راست، یک عکس توزیع واقعی قطرات را نشان می دهد.

داروی ایمن تر و دقیق تر با شناور صوتی

با گسترش پیشرفت‌ها در شناورسازی صوتی، توانایی کار با واکنش‌های شیمیایی ظریف‌تر و ظریف‌تر به اعضای جامعه علم داروسازی اجازه می‌دهد تا دامنه خود را گسترش دهند، شاید بسیاری از داروهای جدید با ویژگی‌های نجات دهنده را کشف کنند.