Tubos capilares de sílica fundidos de parede fina de grande ID SiO2 Semicondutor biomédico

Introdução

Tubos capilares de sílica fundida de grande diâmetro e parede fina são estruturas de vidro ocas de alta precisão feitas de dióxido de silício amorfo (SiO₂). Ao contrário dos tubos de sílica fundida padrão ou microcapilares, esses tubos especiais combinam um grande diâmetro interno (tipicamente 1 mm a 10 mm ou mais) com uma parede excepcionalmente fina (tão fina quanto 0,1 mm). Essa geometria única oferece resistência mínima ao fluido, peso reduzido do material e maior clareza óptica, preservando a estabilidade química e térmica superior da sílica fundida.

Esses capilares são usados em transferência de gás e líquido de alta vazão, orientação de feixes de laser, células de fluxo espectroscópico, sistemas de transporte a plasma e vácuo e outras aplicações onde o espaço interno e a transparência da parede são críticos.

Princípio de Fabricação

1. Fonte de Material de Alta Pureza

A produção começa com sílica fundida de alta pureza sintetizada por meio de hidrólise por chama ou deposição química de vapor (CVD), garantindo baixo teor de metais e alta transmissão UV-VIS.

2. Preparação de Pré-forma de Precisão

Uma pré-forma de grande diâmetro e parede fina é preparada depositando camadas de sílica em um mandril rotativo (FHD/CVD) ou por meio de perfuração mecânica de vidro de sílica a granel.

3. Desenho Controlado do Tubo

A pré-forma é aquecida em um forno limpo de alta temperatura (>2000°C) e cuidadosamente transformada em tubos capilares. Para obter paredes finas com grandes diâmetros, os engenheiros regulam:

• tensão de tração,

• pressão interna do furo (positiva ou vácuo) e

• velocidade de tração (muito precisa, geralmente abaixo de 0,5 mm/s).
  Sistemas de feedback ativo mantêm rigorosas relações ID/OD e concentricidade.

4. Alívio de Tensão e Limpeza

Os capilares são recozidos em temperaturas controladas para remover a tensão interna causada por gradientes térmicos. Em seguida, são limpos usando sistemas à base de ácido ou água ultra-pura para remover contaminação particulada e iônica.

5. Processamento Final

Os tubos podem ser cortados a laser, chanfrados ou polidos. As opções incluem extremidades polidas a fogo para clareza óptica ou superfícies gravadas quimicamente para compatibilidade microfluídica.

Perguntas Frequentes (FAQ)

1. Qual é a diferença entre sílica e sílica fundida?

Sílica normalmente se refere ao dióxido de silício (SiO₂) em geral, incluindo formas cristalinas como quartzo e formas amorfas como vidro.
Sílica fundida, por outro lado, é um tipo específico de sílica não cristalina (amorfa) feita pela fusão de dióxido de silício de alta pureza. Possui expansão térmica extremamente baixa, excelente transparência UV e pureza química superior, tornando-a ideal para aplicações ópticas, semicondutoras e analíticas de alto desempenho.

2. Quais são as vantagens das colunas capilares de sílica fundida em comparação com colunas de vidro ou metal?

As colunas capilares de sílica fundida oferecem vários benefícios importantes:

• Maior inércia química: Resistente a ácidos, solventes e gases reativos.

• Baixa atividade superficial: Reduz a adsorção da amostra e melhora a forma do pico em cromatografia.

• Flexibilidade superior: Pode ser enrolada sem rachar, ao contrário do vidro frágil.

• Resistência a altas temperaturas: Tipicamente tolera 320–370°C ou superior.

• Diâmetro interno (ID) menor e paredes mais finas, permitindo melhor resolução e análise mais rápida em GC e CE.

• Transparente à luz UV e visível, útil na detecção óptica.3. Como você corta sílica fundida?

A sílica fundida é cortada usando um método de marcação e quebra de precisão. O processo envolve:

Usar uma ferramenta de risco com ponta de cerâmica ou diamante para riscar levemente a superfície.

• Aplicar suavemente tensão até que o tubo se quebre limpo ao longo da linha de risco.

• Para tubos muito finos ou de parede fina, o corte a laser ou ferramentas de clivagem de fibra podem ser usados para obter uma borda mais lisa sem lascar.

• Após o corte, o polimento ou polimento a fogo podem ser realizados para preparar as extremidades para aplicações ópticas ou fluidas.
  4. O que é um capilar de sílica fundida nu?

Um capilar de sílica fundida nu se refere a um tubo de sílica fundida que não possui revestimento interno ou tratamento de superfície. É essencialmente um tubo de sílica fundida bruto, não tratado, e é comumente usado em:

Eletroforese capilar (CE), onde os grupos silanol da superfície interagem com analitos ou íons tampão.

• Dispositivos microfluídicos personalizados e sistemas analíticos onde os usuários desejam aplicar seus próprios revestimentos ou modificações de superfície.

• Capilares nus normalmente vêm com revestimentos de poliimida na parte externa para proteção mecânica, mas não possuem fase estacionária interna ou modificação.
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