Hetero-aggregation of nanoparticles in advective environments

平流环境中纳米颗粒的异质聚集

基本信息

项目摘要

Mixing and aggregation are key processes in the pharmaceutical and chemical industries, and process control can markedly influence the products’ characteristics. If multiple materials are used, the number of hetero-contacts, i.e. the number of contacts between particles of the different components, are crucial for the product’s properties. It is likely that this number can be controlled by the sequence of mixing, and the relative strength of mixing at the macroscale (that brings the components together) and at the microscale (that leads to collision and contact formation) will be decisive for the final product quality. While collision dynamics for small particles that are not influence by advective flow are well understood and can be modelled with decent accuracy, there is no validated approach for a statistical description of hetero-aggregation where particle sizes are far from being monodisperse and where initial inhomogeneities in particle distribution have a large effect on the final aggregate structure and quality. The proposed work intends to address issues related to aggregation of a two-component system with variable primary particle sizes ranging from about 5 to 200 nm. Langevin dynamics (LD) will be conducted to generate aggregates and their size distributions for a variety of process conditions. LD provide a suitable tool for such study as every single primary particle will be tracked and no assumptions will be made on the resulting aggregate structure. The simulations allow for a characterization of the hetero-aggregates including their quality (number of hetero-contacts) and for an analysis of collision frequencies as function of the aggregate characteristics and flow conditions. Conventional models for collision frequencies are not likely to hold, and deep learning methods for closure of the population balance equation is suggested instead.
混合和聚集是制药和化工行业中的关键过程,过程控制对产品的特性有着显著的影响。如果使用多种材料,异质接触的数量,即不同组分的颗粒之间的接触数量,对产品的性能至关重要。很可能,该数量可以通过混合的顺序来控制,并且在宏观尺度(将组分聚集在一起)和微观尺度(导致碰撞和接触形成)下的混合的相对强度将对最终产品质量起决定性作用。虽然小颗粒的碰撞动力学,不受平流的影响是很好的理解,可以模拟体面的准确性,有没有经过验证的方法的统计描述的异质聚集的颗粒大小是远远不是单分散的,在颗粒分布的初始不均匀性有很大的影响,最终的总结构和质量。拟议的工作旨在解决与聚集的两组分系统的可变的初级颗粒尺寸范围从约5至200 nm的问题。将进行Langevin动力学(LD),以生成各种工艺条件下的聚集体及其粒度分布。LD为这种研究提供了一个合适的工具,因为它将跟踪每一个初级颗粒,并且不会对所产生的聚集体结构做出任何假设。模拟允许的异质聚集体,包括它们的质量(异质接触的数量)的表征和作为聚集体特性和流动条件的函数的碰撞频率的分析。传统的碰撞频率模型不太可能成立,取而代之的是建议使用深度学习方法来关闭种群平衡方程。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Andreas Kronenburg其他文献

Professor Dr. Andreas Kronenburg的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Andreas Kronenburg', 18)}}的其他基金

Sparse particle methods for turbulent premixed combustion
湍流预混燃烧的稀疏粒子方法
  • 批准号:
    393542303
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Vormischflammen und geschichtete Flammen unter technisch relevanten Bedingungen: Modellierung der thermochemischen Zustände und der Flammenstruktur
技术相关条件下的预混合火焰和分层火焰:模拟热化学状态和火焰结构
  • 批准号:
    224559072
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Flammensynthese kleinster Partikel: Modellierungsstrategien für die Partikelproduktion in turbulenten, reaktiven Strömungen
微小颗粒的火焰合成:湍流、反应流中颗粒产生的建模策略
  • 批准号:
    200341289
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Gemisch- und Partikelbildung im überkritischen Antisolvent-Sprühverfahren
超临界抗溶剂喷雾过程中的混合物和颗粒形成
  • 批准号:
    197545993
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Modelling of Turbulent Spray Flames with Variable Degrees of Fuel Pre-Evaporation
具有不同程度的燃料预蒸发的湍流喷雾火焰的建模
  • 批准号:
    158600480
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Modelling differential diffusion using sparse particle methods
使用稀疏粒子方法模拟微分扩散
  • 批准号:
    439610422
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Deep learning methods for improved numerical simulations of pulverised biomass combustion
用于改进粉状生物质燃烧数值模拟的深度学习方法
  • 批准号:
    513858356
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Sparse-Lagrangian Particle Methods for Spray Combustion
喷雾燃烧的稀疏拉格朗日粒子方法
  • 批准号:
    390544712
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Statistical modeling of collision frequencies of non-spherical agglomerates
非球形团聚体碰撞频率的统计模型
  • 批准号:
    444076285
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

新型非对称频分双工系统及其射频关键技术研究
  • 批准号:
    61102055
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
离散谱聚合与谱廓受限的传输理论与技术的研究
  • 批准号:
    60972057
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
自然界与人类社会中的聚集集团的非线性演化动力学
  • 批准号:
    10305009
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Native PLGA nanoparticles attenuate aggregation, phosphorylation and internalization of tau protein: potential implication in the treatment of Alzheimer's disease
天然 PLGA 纳米粒子减弱 tau 蛋白的聚集、磷酸化和内化:在阿尔茨海默病治疗中的潜在意义
  • 批准号:
    487617
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Operating Grants
Zwitterionic Polymers-based Metal Phenolic Networks as Removable Protein Protectants
基于两性离子聚合物的金属酚醛网络作为可去除的蛋白质保护剂
  • 批准号:
    23K17211
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Administrative Supplements to Support Undergraduate Summer Research Experiences - Inhibition of Human Islet Amyloid Polypeptide Aggregation
支持本科生暑期研究经验的行政补充 - 抑制人胰岛淀粉样多肽聚集
  • 批准号:
    10810285
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Inhibition of Human Islet Amyloid Polypeptide Aggregation
人胰岛淀粉样多肽聚集的抑制
  • 批准号:
    10704519
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Inhibition of Human Islet Amyloid Polypeptide Aggregation
人胰岛淀粉样多肽聚集的抑制
  • 批准号:
    10409213
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Biodegradable acidic nanoparticles attenuate beta-amyloid aggregation/toxicity: potential implication in the treatment of Alzheimer's disease pathology
可生物降解的酸性纳米粒子减弱β-淀粉样蛋白聚集/毒性:对阿尔茨海默氏病病理治疗的潜在影响
  • 批准号:
    443438
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Operating Grants
Investigating CD33 function on microglia during Alzheimer’s disease using CRISPR nanoparticles
使用 CRISPR 纳米粒子研究阿尔茨海默病期间小胶质细胞上的 CD33 功能
  • 批准号:
    10211028
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of Anti-Fouling Peptide-Nanoparticle Conjugates for the Delivery of siRNA to Fractures
开发用于将 siRNA 递送至骨折的抗污肽-纳米颗粒缀合物
  • 批准号:
    9907178
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of Anti-Fouling Peptide-Nanoparticle Conjugates for the Delivery of siRNA to Fractures
开发用于将 siRNA 递送至骨折的抗污肽-纳米颗粒缀合物
  • 批准号:
    10116155
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Design of degradable glycopolymeric nanoparticles for the safe and targeted delivery of proteins
设计可降解的糖聚合物纳米颗粒,用于安全、靶向递送蛋白质
  • 批准号:
    20K20197
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了