Tubos capilares de sílice fundida de pared delgada y gran diámetro SiO2 Biomédicos Semiconductores

Tubos capilares de sílice fundida SiO2 para semiconductores biomédicos ultrafinos

Introducción de Tubos capilares de sílice fundida SiO2

Los tubos capilares de sílice fundida de gran diámetro y pared delgada son estructuras huecas de vidrio de alta precisión hechas de dióxido de silicio amorfo (SiO₂). A diferencia de los tubos de sílice fundida estándar o los microcapilares, estos tubos especiales combinan un gran diámetro interno (típicamente de 1 mm a 10 mm o más) con una pared excepcionalmente delgada (tan baja como 0,1 mm). Esta geometría única ofrece una resistencia mínima al fluido, un peso reducido del material y una mayor claridad óptica, al tiempo que conserva la estabilidad química y térmica superior de la sílice fundida.

Estos capilares se utilizan en la transferencia de gas y líquido de alto rendimiento, la guía de haces láser, las celdas de flujo espectroscópico, los sistemas de transporte de plasma y vacío, y otras aplicaciones donde tanto el espacio interno como la transparencia de la pared son críticos.

Principio de fabricación Tubos capilares de sílice fundida SiO2

1. Fuente de material de alta pureza

La producción comienza con sílice fundida ultrapura sintetizada mediante hidrólisis por llama o deposición química de vapor (CVD), lo que garantiza un bajo contenido metálico y una alta transmisión UV-VIS.

2. Preparación de preformas de precisión

Se prepara una preforma de gran diámetro y pared delgada depositando capas de sílice sobre un mandril giratorio (FHD/CVD) o mediante perforación mecánica de vidrio de sílice a granel.

3. Trefilado controlado de tubos

La preforma se calienta en un horno limpio de alta temperatura (>2000 °C) y se estira cuidadosamente para formar tubos capilares. Para lograr paredes delgadas con orificios anchos, los ingenieros regulan:

• tensión de estirado,
• presión interna del orificio(positiva o vacío), y
• velocidad de estirado(muy precisa, a menudo por debajo de 0,5 mm/s).
• Los sistemas de retroalimentación activa mantienen estrictas relaciones ID/OD y concentricidad.

4. Eliminación de tensiones y limpieza

Los capilares se recocen a temperaturas controladas para eliminar la tensión interna causada por los gradientes térmicos. Luego se limpian utilizando sistemas a base de ácido o agua ultrapura para eliminar la contaminación particulada e iónica.

5. Procesamiento final

Los tubos pueden cortarse con láser, biselarse o pulirse. Las opciones incluyen extremos pulidos al fuego para obtener claridad óptica, o superficies grabadas químicamente para compatibilidad microfluídica.

Preguntas frecuentes (FAQ) de Tubos capilares de sílice fundida SiO2

1. ¿Cuál es la diferencia entre sílice y sílice fundida?

Sílice se refiere típicamente al dióxido de silicio (SiO₂) en general, incluidas las formas cristalinas como el cuarzo y las formas amorfas como el vidrio.
La sílice fundida, por otro lado, es un tipo específico de sílice no cristalina (amorfa) hecha al fundir dióxido de silicio de alta pureza. Tiene una expansión térmica extremadamente baja, una excelente transparencia UV y una pureza química superior, lo que la hace ideal para aplicaciones ópticas, de semiconductores y analíticas de alto rendimiento.

2. ¿Cuáles son las ventajas de las columnas capilares de sílice fundida en comparación con las columnas de vidrio o metal?

Las columnas capilares de sílice fundida ofrecen varios beneficios clave:

• Mayor inercia química: resistente a ácidos, disolventes y gases reactivos.​
• Baja actividad superficial: reduce la adsorción de la muestra y mejora la forma del pico en cromatografía.
• Flexibilidad superior: se puede enrollar sin agrietarse, a diferencia del vidrio frágil.
• Resistencia a altas temperaturas: típicamente tolera 320–370 °C o más.
• Diámetro interno (ID) más pequeño y paredes más delgadas, lo que permite una mejor resolución y un análisis más rápido en GC y CE.
• Transparente a la luz UV y visible, útil en la detección óptica.

3. ¿Cómo se corta la sílice fundida?

La sílice fundida se corta utilizando un método de rayado y rotura de precisión. El proceso implica:

• Usar una herramienta de rayado con punta de cerámica o diamante para rayar ligeramente la superficie.
• Aplicar suavemente tensión hasta que el tubo se rompa limpiamente a lo largo de la línea de rayado.
• Para tubos de pared muy fina o delgada, se pueden utilizar herramientas de corte por láser o de escisión de fibra para lograr un borde más suave sin astillado.
• Después del corte, se puede realizar un pulido o pulido al fuego para preparar los extremos para aplicaciones ópticas o fluidas.

4. ¿Qué es un capilar de sílice fundida desnudo?

Un capilar de sílice fundida desnudo se refiere a un tubo de sílice fundida que no tiene revestimiento interno ni tratamiento superficial. Es esencialmente un tubo de sílice fundida en bruto, sin tratar, y se utiliza comúnmente en:

• Electroforesis capilar (CE), donde los grupos silanol de la superficie interactúan con los analitos o los iones tampón.
• Dispositivos microfluídicos personalizados y sistemas analíticos donde los usuarios desean aplicar sus propios recubrimientos o modificaciones de superficie.
• Los capilares desnudos suelen venir con recubrimientos de poliimida en el exterior para protección mecánica, pero no tienen fase estacionaria interna ni modificación.

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