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为什么淀粉粉会爆炸?电子测量

U. K.和哥伦比亚的研究人员研究了温度,湿度和频率如何影响小麦淀粉的相对介电常数。用AFM纳米电动工具和宏观电容感测的表征对该密钥指标进行了更深入的了解确定淀粉静电危险。

(左)基于电容传感器的批量淀粉和(右)AFM纳米电子表征的基于电容传感器的表征。

淀粉广泛应用于各个领域食物,娱乐,和制药行业。虽然一般认为淀粉粉没有危险,但最近发生了粉尘爆炸,造成严重伤害和生命损失。

为了防止未来的爆炸,需要对绝缘淀粉颗粒在各种环境条件下如何带电有更深入的了解。英国伦敦帝国理工学院和哥伦比亚曼努埃拉Beltrán大学和洛斯安第斯大学的研究人员使用宏观和微观技术研究了这个问题。

在电频率(10-100 kHz)和相对湿度(26-41% RH)范围内对散装淀粉样品进行叉指电极电容测量。AFM nanoelectrical成像在加热和冷却循环(25-80°C)中对单个淀粉粒进行。

研究结果为深入了解表面效应(如摩擦充电)在尘云点火和动力学中的作用提供了依据。因此,这项工作可以为更安全的淀粉储存和改进爆炸现象的模拟提供指导。

25°C、50°C、80°C加热和50°C、25°C冷却温度步骤下淀粉颗粒AFM图像的形貌、电容梯度和表面电位示意图。

仪器使用

MFP-3D生物PolyHeater

技术使用

对单个淀粉粒的形貌和局部电性质进行了表征MFP-3D生物AFM配备了PolyHeater高温样品加热器。多料剂为空气或受控气体环境中的环境温度为300°C的实验提供精致的温度控制。这里,在加热/冷却循环的过程中成像样品,其步骤在25℃,50℃,80℃,50℃和25℃下。在每个步骤中,电容梯度DC / DZ.是由二次谐波决定的吗静电力显微镜(EFM)并对探针样品表面电位进行了成像开尔文探针力显微镜(KPFM)模式。

引用:J. Seidel, O. Castañeda-Uribe, S. Arevalo等。小麦淀粉的相对介电常数估计:理解静电危害的一个临界性质。j .风险。板牙。368228(2019)。https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.01.047

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