Differential Scanning Calorimetry (DSC) คืออะไร?
เจาะลึกวิทยาศาสตร์แห่งการวัดการไหลของความร้อน
Differential Scanning Calorimetry หรือที่เรียกสั้นๆ ว่า DSC คือเทคนิคการวิเคราะห์ทางความร้อน (Thermal Analysis) ที่ใช้เพื่อวัดว่าคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรตามอุณหภูมิและเวลา หรือพูดให้เข้าใจง่ายๆ คือ การวัดปริมาณพลังงาน (ความร้อน) ที่ตัวอย่างดูดซับหรือคายออกมาในขณะที่มันถูกทำให้ร้อนขึ้น เย็นลง หรือรักษาอุณหภูมิให้คงที่นั่นเอง

 
หลักการทำงานของ DSC
หลักการพื้นฐานของ DSC คือการเปรียบเทียบระหว่าง "ตัวอย่าง (Sample)" และ "สารอ้างอิง (Reference)" โดยทั้งคู่จะถูกวางไว้ในเตาเผาและได้รับความร้อนหรือความเย็นในอัตราที่ควบคุมไว้

  • การเตรียม: ตัวอย่างจะถูกบรรจุในตลับขนาดเล็ก (Pan) ส่วนสารอ้างอิงมักจะเป็นตลับเปล่า ทั้งคู่จะต้องถูกควบคุมให้อยู่ในอุณหภูมิที่เท่ากันตลอดการทดลอง
  • การวัดค่า: เมื่อตัวอย่างเกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ (เช่น การหลอมเหลว) มันจะต้องการความร้อนมากกว่าหรือน้อยกว่าสารอ้างอิงเพื่อรักษาอุณหภูมิให้เท่าเดิม เครื่อง DSC จะบันทึกความแตกต่างของการไหลของความร้อน (Heat Flow) นี้ออกมาเป็นกราฟ
เหตุการณ์ทางความร้อนที่สำคัญ
เมื่อเราดูจากกราฟ DSC (ที่เรียกว่า Thermogram) เรามักจะพบจุดสำคัญดังนี้:

  • Glass Transition (Tg): ปรากฏเป็นรูป "ขั้นบันได" บนเส้นกราฟ คืออุณหภูมิที่วัสดุเปลี่ยนจากสถานะแข็งเปราะ (เหมือนแก้ว) กลายเป็นสถานะที่อ่อนตัวคล้ายยาง
  • Crystallization ($Tc): ปรากฏเป็นกราฟรูป "ภูเขา" หรือจุดคายความร้อน (Exothermic) เป็นช่วงที่โมเลกุลจัดเรียงตัวเป็นระเบียบจนกลายเป็นผลึก
  • Melting Point (Tm): ปรากฏเป็นกราฟรูป "หลุม" หรือจุดดูดความร้อน (Endothermic) เป็นจุดที่วัสดุเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นของเหลว
ประโยชน์และการประยุกต์ใช้งาน
DSC เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในวงการวัสดุศาสตร์และเคมี เพราะมันบอก "ลายนิ้วมือทางความร้อน" ของสารนั้นๆ ได้

  • อุตสาหกรรมพอลิเมอร์: ใช้ตรวจสอบความบริสุทธิ์และหาอุณหภูมิที่เหมาะสมในการฉีดขึ้นรูปพลาสติก
  • อุตสาหกรรมยา: ใช้ตรวจสอบความเสถียรของตัวยาและดูว่ายามีการเปลี่ยนโครงสร้างเมื่อโดนความร้อนหรือไม่
  • วิทยาศาสตร์การอาหาร: ใช้ศึกษาวงจรการละลายของไขมัน หรือการพองตัวของแป้งในอาหาร
 
Powered by MakeWebEasy.com
This website uses cookies for best user experience, to find out more you can go to our Privacy Policy  และ  Cookies Policy