Máy khử vi sóng là vũ khí sắc bén được sử dụng trong phòng thí nghiệm hiện đại để xử lý trước mẫu. Nó đạt được sự phân hủy nhanh chóng của mẫu dưới nhiệt độ và áp suất cao thông qua công nghệ sưởi ấm vi sóng. Nguyên lý kỹ thuật của nó vượt xa hai chữ "sưởi ấm" đơn giản có thể khái quát, là một quá trình chính xác liên quan đến vật lý, hóa học.
I. Nguyên tắc sưởi ấm lõi: sưởi ấm pha cơ thể và ma sát cấp phân tử
Không giống như các tấm sưởi điện truyền thống dựa vào sự dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt để sưởi ấm từ bên ngoài thùng chứa, sưởi ấm vi sóng là một loại "sưởi ấm pha cơ thể". Máy khử vi sóng tạo ra sóng điện từ ở tần số 2450 MHz, có khả năng xuyên qua thành bể khử phân được chế tạo đặc biệt và được hấp thụ trực tiếp bởi các phân tử phân cực trong mẫu và dung dịch axit như phân tử nước, H₂O⁺, v.v. Các phân tử phân cực này cố gắng liên tục sắp xếp các hướng ở tốc độ cao theo hướng điện trường tần số cao, tạo ra ma sát và va chạm dữ dội, do đó chuyển đổi năng lượng vi sóng thành động năng nhiệt phân tử ngay lập tức. Phương pháp sưởi ấm này được tạo ra đồng thời từ bên trong vật liệu, hiệu quả cao, tránh hiện tượng vỏ bề mặt và làm cho toàn bộ mẫu nhanh chóng đạt đến nhiệt độ phản ứng.
Thứ hai, từ sưởi ấm đến phân hủy: tác dụng hiệp đồng của áp suất và nhiệt độ
Sức mạnh của việc khử vi sóng là nó xây dựng một môi trường phản ứng nhiệt độ và áp suất cao khép kín.
Tăng nhiệt độ: Sự gia nhiệt nhanh chóng của lò vi sóng cho phép dung dịch axit đạt hoặc thậm chí vượt quá điểm sôi áp suất bình thường của nó trong vài phút (ví dụ, axit nitric có thể đạt trên 120 ° C hoặc thậm chí trên 200 ° C).
Tăng áp suất: hơi axit và khí phân hủy một phần được tạo ra trong quá trình khử trùng, không thể thoát ra trong bể khử trùng kín, dẫn đến tăng áp suất hệ thống nhanh chóng. Theo các nguyên tắc vật lý hóa học, sự gia tăng áp suất lần lượt làm tăng điểm sôi của dung dịch axit.
Hợp tác phân hủy: Dưới tác dụng hiệp đồng của nhiệt độ và áp suất cao này, tiềm năng oxy hóa và hoạt động phản ứng của axit được tăng cường đáng kể, có thể phá hủy cấu trúc phân tử của các chất hữu cơ trong mẫu hiệu quả hơn và hòa tan hầu hết các chất vô cơ. Điều kiện khắc nghiệt thậm chí có thể phá vỡ một số chất cứng đầu khó xử lý dưới áp suất bình thường (như silicat, dầu, v.v.).
III. An ninh và kiểm soát chính xác
Để đảm bảo an toàn cho quá trình này, máy khử vi sóng hiện đại được trang bị hệ thống giám sát thời gian thực nhiệt độ và áp suất và cơ chế bảo vệ an toàn chủ động. Cảm biến theo dõi tình trạng của từng bể khử trong thời gian thực và ngay khi áp suất hoặc nhiệt độ quá cao, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh công suất vi sóng hoặc bắt đầu chương trình làm mát. Đồng thời, bể khử trùng và bể bên ngoài được làm bằng vật liệu composite cường độ cao, tạo thành một rào cản vật lý vững chắc và cùng nhau đảm bảo an toàn hoạt động.
Tóm lại, cốt lõi công nghệ của máy khử vi sóng là sử dụng lò vi sóng để đạt được nhiệt độ pha cơ thể và tạo ra một môi trường hợp tác nhiệt độ cao và áp suất cao trong hệ thống kín, để đạt được sự phân hủy nhanh chóng và an toàn của tất cả các loại mẫu và đặt nền tảng vững chắc cho phân tích chính xác tiếp theo.