Name: Monitoreo in situ de la difusión de las moléculas huéspedes en medios porosos Usando Resonancia paramagnética de electrones (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 34 s
Description: Aprende a monitorear la difusión de moléculas huésped en medios porosos usando resonancia paramagnética de electrones. Este método captura todo el proceso de difusión en tiempo real para estudios de química física.

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Los autores agradecen a los Prof. Peter Imming y Diana Müller por la síntesis de la sonda de espín Trityl y a los Prof. Sebastian Polarz, Martin Wessig y Andreas Schachtschneider por la síntesis de los materiales porosos. Se agradece el apoyo financiero de la DFG (DR 743/7-1) y del SPP 1570.

<ol><li>Schüth, F., Sing, K. S. W., Weitkamp, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSch%C3%BCth%2C+F+%22Handbook+of+Porous+Solids%22">Handbook of Porous Solids</a>. , Wiley-VCH Verlag GmbH. Weinheim, Germany. (2002).</li>
<li>Hoffmann, F., Cornelius, M., Morell, J., Fröba, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silica-Based+Mesoporous+Organic-Inorganic+Hybrid+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">Silica-Based Mesoporous Organic-Inorganic Hybrid Materials.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 45 (20), 3216-3251 (2006).</li>
<li>Sanchez, C., Boissière, C., Grosso, D., Laberty, C., Nicole, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design%2C+Synthesis%2C+and+Properties+of+Inorganic+and+Hybrid+Thin+Films+Having+Periodically+Organized+Nanoporosity%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+of+Mat%22%5BJournal%5D)">Design, Synthesis, and Properties of Inorganic and Hybrid Thin Films Having Periodically Organized Nanoporosity.</a> Chem. of Mat. 20 (3), 682-737 (2008).</li>
<li>Le Bihan, D., Johansen-Berg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+MRI+at+25%3A+Exploring+brain+tissue+structure+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Diffusion MRI at 25: Exploring brain tissue structure and function.</a> NeuroImage. 61 (2), 324-341 (2012).</li>
<li>Pregosin, P. S., Kumar, P. G. A., Fernández, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+Gradient+Spin%E2%88%92Echo+%28PGSE%29+Diffusion+and+1H%2C19F+Heteronuclear+Overhauser+Spectroscopy+%28HOESY%29+NMR+Methods+in+Inorganic+and+Organometallic+Chemistry%3A+Something+Old+and+Something+New%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Pulsed Gradient Spin−Echo (PGSE) Diffusion and 1H,19F Heteronuclear Overhauser Spectroscopy (HOESY) NMR Methods in Inorganic and Organometallic Chemistry: Something Old and Something New.</a> Chem. Rev. 105 (8), 2977-2998 (2005).</li>
<li>Talmon, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+diffusion+in+porous+media+by+PGS+ESR%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Molecular diffusion in porous media by PGS ESR.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 12 (23), 5998-6007 (2010).</li>
<li>Okazaki, M., Seelan, S., Toriyama, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Condensation+process+of+alcohol+molecules+on+mesoporous+silica+MCM-41+and+SBA-15+and+fumed+silica%3A+a+spin-probe+ESR+study%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">Condensation process of alcohol molecules on mesoporous silica MCM-41 and SBA-15 and fumed silica: a spin-probe ESR study.</a> Appl. Magn. Reson. 35 (3), 363-378 (2009).</li>
<li>Wessig, M., Spitzbarth, M., Drescher, M., Winter, R., Polarz, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+scale+investigation+of+molecular+diffusion+inside+functionalized+porous+hosts+using+a+combination+of+magnetic+resonance+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Multiple scale investigation of molecular diffusion inside functionalized porous hosts using a combination of magnetic resonance methods.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 17 (24), 15976-15988 (2015).</li>
<li>Yakimchenko, O. E., Degtyarev, E. N., Parmon, V. N., Lebedev, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+in+Porous+Catalyst+Grains+as+Studied+by+EPR+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Diffusion in Porous Catalyst Grains as Studied by EPR Imaging.</a> J. Phys. Chem. 99 (7), 2038-2041 (1995).</li>
<li>Cleary, D. A., Shin, Y. K., Schneider, D. J., Freed, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+determination+of+translational+diffusion+coefficients+using+ESR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">Rapid determination of translational diffusion coefficients using ESR imaging.</a> J. Magn. Reson. 79 (3), 474-492 (1988).</li>
<li>Hornak, J. P., Moscicki, J. K., Schneider, D. J., Freed, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+coefficients+in+anisotropic+fluids+by+ESR+imaging+of+concentration+profiles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Diffusion coefficients in anisotropic fluids by ESR imaging of concentration profiles.</a> J. Chem. Phys. 84 (6), 3387-3395 (1986).</li>
<li>Berliner, L. J., Fujii, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EPR+imaging+of+diffusional+processes+in+biologically+relevant+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">EPR imaging of diffusional processes in biologically relevant polymers.</a> J. Magn. Reson. 69 (1), 68-72 (1986).</li>
<li>Degtyarev, Y. N., Schlick, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+Coefficients+of+Small+Molecules+as+Guests+in+Various+Phases+of+Pluronic+L64+Measured+by+One-Dimensional+Electron+Spin+Resonance+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Diffusion Coefficients of Small Molecules as Guests in Various Phases of Pluronic L64 Measured by One-Dimensional Electron Spin Resonance Imaging.</a> Langmuir. 15 (15), 5040-5047 (1999).</li>
<li>Marek, A., Labský, J., Koňák, Č, Pilař, J., Schlick, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translational+Diffusion+of+Paramagnetic+Tracers+in+HEMA+Gels+and+in+Concentrated+Solutions+of+PolyHEMA+by+1D+Electron+Spin+Resonance+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Translational Diffusion of Paramagnetic Tracers in HEMA Gels and in Concentrated Solutions of PolyHEMA by 1D Electron Spin Resonance Imaging.</a> Macromolecules. 35 (14), 5517-5528 (2002).</li>
<li>Shin, Y. K., Ewert, U., Budil, D. E., Freed, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscopic+versus+macroscopic+diffusion+in+model+membranes+by+electron+spin+resonance+spectral-spatial+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Microscopic versus macroscopic diffusion in model membranes by electron spin resonance spectral-spatial imaging.</a> Biophys. J. 59 (4), 950-957 (1991).</li>
<li>Spitzbarth, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+Monitoring+of+Macroscopic+and+Microscopic+Diffusion+of+Guest+Molecules+in+Silica+and+Organosilica+Aerogels+by+Spatially+and+Time-Resolved+Electron+Paramagnetic+Resonance+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Simultaneous Monitoring of Macroscopic and Microscopic Diffusion of Guest Molecules in Silica and Organosilica Aerogels by Spatially and Time-Resolved Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy.</a> J. Phys. Chem. C. 119 (30), 17474-17479 (2015).</li>
<li>Kruczala, K., Schlick, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+Diffusion+Coefficients+of+Nitroxide+Radicals+in+Heterophasic+Propylene%E2%88%92Ethylene+Copolymers+by+Electron+Spin+Resonance+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Measuring Diffusion Coefficients of Nitroxide Radicals in Heterophasic Propylene−Ethylene Copolymers by Electron Spin Resonance Imaging.</a> Macromolecules. 44 (2), 325-333 (2011).</li>
<li>Wessig, M., Drescher, M., Polarz, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+Functional+Group+Specific+Surface+Interactions+in+Porous+Solids+Using+ESR+Spectroscopy+as+a+Sensitive+and+Quantitative+Tool%5BTitle%5D)+AND+%22The+J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Probing Functional Group Specific Surface Interactions in Porous Solids Using ESR Spectroscopy as a Sensitive and Quantitative Tool.</a> The J. Phys. Chem. C. 117 (6), 2805-2816 (2013).</li>
<li>Kuschel, A., Polarz, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organosilica+Materials+with+Bridging+Phenyl+Derivatives+Incorporated+into+the+Surfaces+of+Mesoporous+Solids%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Organosilica Materials with Bridging Phenyl Derivatives Incorporated into the Surfaces of Mesoporous Solids.</a> Adv. Funct. Mater. 18 (8), 1272-1280 (2008).</li>
<li>Spitzbarth, M., Drescher, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+iterative+reconstruction+technique+software+for+spectral-spatial+EPR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">Simultaneous iterative reconstruction technique software for spectral-spatial EPR imaging.</a> J. Magn. Reson. 257, 79-88 (2015).</li>
<li>Stoll, S., Schweiger, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EasySpin%2C+a+comprehensive+software+package+for+spectral+simulation+and+analysis+in+EPR%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">EasySpin, a comprehensive software package for spectral simulation and analysis in EPR.</a> J. Magn. Reson. 178 (1), 42-55 (2006).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

El protocolo permite la monitorización de la difusión de moléculas huésped paramagnéticas. Un enfoque de formación de imágenes 1D ha sido elegido debido a que permite una resolución de tiempo mayor en comparación con las imágenes 2D o 3D. El enfoque 1d requiere un área de sección transversal constante de la muestra debido a que la intensidad de la imagen 1d obtenido depende no sólo de la concentración sino también en el área de la sección transversal de la muestra. El método requiere también que los espectros EPR de las...

Los materiales porosos desempeñan un papel importante en aplicaciones prácticas, tales como la catálisis y la cromatografía 1. Mediante la adición de grupos de superficie y el ajuste de las propiedades de tamaño de poro y de la superficie, los materiales se pueden adaptar a la aplicación deseada 2,3. La funcionalidad del material poroso depende fundamentalmente de las propiedades de difusión de las moléculas huésped en el interior de los poros. En los materiales porosos, una distinción debe hacerse entre lo microscópico de traslación constante de difusión D micro, que describe la difusión en una escala de longitud molecular por un lado y lo macroscópico de traslación constante de difusión D macro por otra parte, que está influenciada por la difusión a través de múltiples poros, límites de grano, tortuosidad y falta de homogeneidad del material. Hay varios métodos de resonancia magnética disponible para estudiar la difusión, cada uno adecuado para una parteicular escala de longitud. En la escala de milímetros, de resonancia magnética nuclear (RMN) de formación de imágenes de resonancia 4 y paramagnética electrónica (EPR) de formación de imágenes (tal como se presenta en este protocolo) se puede utilizar. Escalas más pequeñas se hacen accesibles mediante el uso de gradientes de campo pulsado en RMN, así como experimentos de EPR 5,6. En la escala de nanómetros, espectroscopia EPR puede ser utilizado por la observación de cambios de la interacción de intercambio Heisenberg entre las sondas de espín 7,8. Los estudios de difusión traslacional utilizando la gama de imágenes EPR de catalizador industrial apoye, por ejemplo, óxido de aluminio 9, a anisotrópico fluidos 10,11, sistemas de liberación de fármacos hechos de geles de polímero de 12 - 14 y 15 membranas modelo. Este protocolo presenta un enfoque in situ utilizando imágenes de EPR para controlar la difusión de traslación macroscópica de sondas de espín en cilíndrico, medios porosos. Se demuestra por un sistema hospedador-huésped que consiste en THsonda de correo nitróxido giro 3- (2-yodoacetamido) 2,2,5,5-tetrametil-1-pirrolidiniloxi (IPSL) como invitado en el interior del organosilica mesoporosa periódica (PMO) aerogel UKON1-GEL como anfitrión y etanol como solvente. Este protocolo con éxito ha sido utilizado anteriormente 16 para comparar D macro tal como se determina con imágenes EPR con D micro para el material de relleno UKON1-gel y gel de sílice y IPSL especies de huéspedes y Tris (8-carboxi-2,2,6,6-tetrametil-perdeutero-benzo [1,2-d : 4,5-d &#39;] bis (1,3) ditiol) metilo (tritilo), véase la Figura 1. En otros métodos basados ​​en imágenes de onda continua (CW) 17 EPR, la difusión se lleva a cabo fuera del espectrómetro. En contraste, el método presentado aquí utiliza un enfoque in situ. Una serie de instantáneas de la distribución de la densidad ρ 1d 1d giro (t, γ) esregistrada durante un período de varias horas. Durante este tiempo, una instantánea se toma después de la otra y entrega un patrón de difusión en tiempo real con una resolución de tiempo de aproximadamente 5 min. UKON1-GEL y de gel de sílice se han sintetizado en tubos de muestra con un diámetro interior de 3 mm como se describe en la literatura. 16,18,19 El UKON1-GEL y la síntesis de gel de sílice conduce a una reducción de la muestra. Las muestras se colocan dentro de un tubo termo-retráctil para evitar que las moléculas huésped se mueva entre el aerogel y la pared del tubo de muestra. Este paso adicional no es necesario para las muestras que se pueden sintetizar directamente en el tubo de la muestra sin cambiar su tamaño. El colapso muestras de aerogel cuando se secan, por lo que deben ser sumergidos en un disolvente en todo momento. La temperatura que se necesita para el tubo de contracción de calor es mayor que el punto de ebullición del etanol a presión ambiente. Por lo tanto el protocolo describe el uso de una olla a presión para elevar lapunto de ebullición del etanol. El protocolo abarca la preparación de la muestra de UKON1-GEL sintetizado de antemano para el experimento de formación de imágenes EPR y los ajustes del espectrómetro que se utilizan para controlar la difusión de sonda de giro IPSL. Para el análisis de datos, se proporciona software escrito localmente y su uso se describe. Los datos en bruto desde el espectrómetro se pueden cargar directamente. El software calcula el espacial 1d 1d ρ distribución de la densidad de giro (t, γ) y tiene en cuenta el perfil de sensibilidad resonador. El usuario puede seleccionar una región del aerogel y una ventana de tiempo, durante el cual la constante de difusión ha de ser determinado. Entonces, el programa determina las condiciones de contorno de la ecuación de difusión en base a que la selección y resuelve la ecuación de difusión. Es compatible con por lo menos para formar cuadrados para encontrar el valor de la macro D, donde la solución numérica mejor se ajuste a los datos experimentales. <p clculo = &quot;jove_content&quot;&gt; El protocolo se puede utilizar con ajustes para diferentes huéspedes y de acogida materiales siempre y cuando el área de la sección transversal de la muestra no cambia en toda la muestra, es decir 1d ρ (t, γ) da acceso directo a la concentración y no se ve influenciada por un cambio en la sección transversal de la muestra. El rango de valores accesibles para D macro se estima que el 16 entre 10 -12 m 2 / seg y 7 · 10 -9 m 2 / seg.

<table><tbody><tr><td>Espectrómetro de banda X</td><td>Bruker</td><td>E580</td><td></td></tr><tr><td>Software del espectrómetro</td><td>Bruker</td><td>Xepr 2.6b.108</td><td></td></tr><tr><td>sistema de bobina de gradiente</td><td>Bruker</td><td>E540 GCX2</td><td></td></tr><tr><td>resonador de imagen</td><td>Bruker</td><td>TMHS 1007</td><td></td></tr><tr><td>controlador de pipeta microclásico</td><td>Marca</td><td>25900</td><td></td></tr><tr><td>tapones de anillo microcapilares 50&nbsp; y micro; l</td><td>Hirschmann</td><td>9600150</td><td>diámetro interior 0,5 mm</td></tr><tr><td>tubo de muestra EPR 2 mm diámetro interior</td><td>Bruker</td><td>ER 221TUB/2</td><td></td></tr><tr><td>tubo de muestra EPR 4 mm diámetro interior</td><td>Bruker</td><td>ER 221TUB/4</td><td></td></tr><tr><td>tubo termorretráctil DERAY-IB</td><td>DSG-Canusa</td><td>2210048952</td><td>4,8 mm/2,4 mm, 2:1, 95&nbsp; &deg; C - 200&nbsp; &deg; C</td></tr><tr><td>pistola de calor</td><td>Bosch</td><td>PHG 600-3</td><td></td></tr><tr><td>PTFE&nbsp; banda</td><td>VWR</td><td>332362S</td><td>ancho 12 mm</td></tr><tr><td>longitud del tubo</td><td></td><td></td> de ensayo <td>16 cm, diámetro 1,5 cm</td></tr><tr><td>vaso</td><td></td><td></td> de precipitados <td>250 ml, altura 9 cm, diámetro 7 cm</td></tr><tr><td>sellado de tubo capilar</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-678</td><td></td></tr><tr><td>olla a presión, 3 L con salvamanteles</td><td>Beem</td><td>Vital-X-Press V2, agitador magnético F1000675</td><td></td></tr><tr><td>con elemento</td><td></td><td></td><td></td>calefactor</tr><tr><td>etanol (p.a.)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>etanol (techn.)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>jeringa</td><td>Hamilton</td><td>1705</td><td>0,05 ml, longitud personalizada: 20 cm</td></tr><tr><td>Longitud de la pipeta</td><td></td><td></td> capilar Pasteur <td>23 cm</td></tr><tr><td>software de análisis de datos</td><td>casero</td><td></td><td>Disponible para descargar en http://www.uni-konstanz.de/drescher/software. Requiere Matlab.</td></tr><tr><td>UKON1-GEL</td><td>amablemente proporcionado por el Prof. Sebastian Polarz, Martin Wessig y Andreas Schachtschneider &nbsp;</td><td></td><td>Véanse las referencias 16, 18 y 19 para la síntesis</td></tr></tbody></table>

monitoreo in situ de la difusión de las moléculas huéspedes en medios porosos usando resonancia paramagnética de electrones

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

Se demuestra un método para monitorizar la difusión traslacional macroscópica mediante imágenes de resonancia paramagnética electrónica (EPR). Para describir el protocolo, se utiliza como ejemplo un sistema huésped-huésped con sonda de espín de nitrógeno 3-(2-Iodoacetamido)-2,2,5,5-tetrametil-1-pirrolidiniloxi (IPSL) como huésped dentro del aerogel organosilicológico mesoporoso periódico (PMO) UKON1-GEL como huésped y etanol como disolvente. Los datos se muestran a partir de una publicación anterior, donde el protocolo se ha aplicado tanto a IPSL como a Tris(8-carboxi-2,2,6,6-perdeutero-tetrametil-benzo[1,2-d:4,5-d"]bis(1,3)dithiol) metilo (Trityl) como moléculas invitadas y UKON1-GEL y SILICA-GEL como sistemas huéspedes. 
Se muestra un método para preparar muestras de aerogel que no se pueden sintetizar directamente en el tubo de muestra para su medición debido a un cambio de tamaño durante la síntesis. El aerogel se une a los tubos de muestra mediante un tubo termorretráctil y una olla a presión para alcanzar la temperatura necesaria sin evaporar el disolvente en el proceso. El método no supone una distribución inicial claramente definida de las moléculas invitadas al inicio de la medición. En su lugar, requiere un depósito en la parte superior del aerogel y determina experimentalmente la tasa de afluencia durante el análisis de datos.
La difusión se monitorea continuamente durante un período de 20 horas mediante el registro del perfil de densidad de espín 1d dentro de la muestra. Los ajustes del espectrómetro para el experimento de imagen se describen cuantitativamente. Se proporciona un software de análisis de datos para tener en cuenta el perfil de sensibilidad del resonador y resolver numéricamente la ecuación de difusión. El software determina el coeficiente de difusión traslacional macroscópica mediante la minimización por mínimos cuadrados de la diferencia entre el experimento y la solución numérica de la ecuación de difusión.

Una foto y esquemática de un aerogel dentro del tubo de contracción se muestran en las Figuras 2a y 2b. La imagen de EPR 2d en la figura 2c muestra claramente el borde superior del aerogel. La intensidad de 1d ρ dentro del tubo de muestra por encima de la aerogel es menor aunque la concentración de la sonda de giro es al menos tan alta como en el aerogel. Sin embargo, la profundidad de la muestra perpendicular al plan...

Se presenta un protocolo para la monitorización in situ de la difusión de moléculas huésped en medios porosos mediante imágenes de resonancia paramagnética electrónica (EPR).

Monitoreo in situ de la difusión de las moléculas huéspedes en medios porosos Usando Resonancia paramagnética de electrones

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with ...

El objetivo general de este procedimiento es monitorear la difusión de moléculas huésped en soportes porosos. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en química física, como desentrañar la difusión en diferentes escalas de tiempo y longitud simultáneamente. La principal ventaja de esta técnica es que captura todo el proceso de difusión, y las condiciones iniciales adicionales se determinan experimentalmente.Para comenzar este procedimiento, llene una placa de Petri de 10 centímetros de diámetro con etanol hasta una altura de cinco milímetros. Coloque un gel aerogel en la placa de Petri y corte un trozo cilíndrico de entre cinco milímetros y un centímetro de longitud. A continuación, corte un trozo de tubo termoretráctil que sea aproximadamente un centímetro más largo que el trozo cilíndrico de gel aerogel.Utilizando un cortador de tubos de vidrio, rompa un tubo de muestra de vidrio de dos milímetros de diámetro interno en dos piezas de cuatro centímetros de longitud. Introduzca una de las piezas del tubo de muestra cinco milímetros de profundidad en uno de los extremos del tubo termorretráctil. Luego, utilice la pistola de calor para calentar cuidadosamente el extremo

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Investigación

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