La calorimétrie est une technique appliquée pour établir un lien entre la température et certaines propriétés physiques des matériaux et pour déterminer les propriétés thermiques des matériaux. Les calorimètres sont fréquemment utilisés en chimie, biochimie, biologie cellulaire, biotechnologie, pharmacologie et récemment en nanosciences pour déterminer les propriétés thermodynamiques des biomolécules et des matériaux de taille nanométrique. Il existe de nombreux types de calorimètres, mais parmi ceux-ci, la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est la plus populaire.
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Un calorimètre à balayage différentiel est un analyseur thermique qui mesure comment les propriétés physiques d'un échantillon changent avec la température en fonction du temps. En d'autres termes, cet appareil est un analyseur thermique qui détermine la température et les flux thermiques associés aux transitions de matériaux en fonction du temps et de la température. Lors d'un changement de température, le calorimètre à balayage différentiel mesure la quantité de chaleur excessivement émise ou absorbée par l'échantillon en fonction de la différence de température entre l'échantillon et le matériau de référence.
Selon leur système d'exploitation, les calorimètres à balayage différentiel sont divisés en deux groupes : les calorimètres à balayage différentiel à flux thermique et les calorimètres à balayage différentiel à compensation de puissance.
Dans un calorimètre à balayage différentiel à flux thermique, un échantillon de matériau dans un bac et un bac de référence vide sont placés sur un disque thermoélectrique entouré d'un four. Le four est chauffé à une vitesse de chauffage linéaire et la chaleur est transférée à l'échantillon et au bac de référence via le disque thermoélectrique. Cependant, en raison de la capacité calorifique de l'échantillon, il existe une différence de température mesurée entre l'échantillon et les bacs de référence et le flux de chaleur résultant est calculé.
La calorimétrie différentielle à balayage est largement utilisée pour l'étude des réactions biochimiques. Les températures de transition thermique (points de fusion) des échantillons sont également déterminées dans des phases mixtes telles que solution, solide ou suspension.
Dans une analyse calorimétrique différentielle à balayage de base, une cellule d'échantillon et une cellule de référence sont alimentées simultanément. Les températures des deux cellules augmentent de la même manière au cours du temps. La différence d'énergie d'entrée requise pour faire correspondre la température de l'échantillon avec la température de référence est la quantité de chaleur en excès absorbée ou libérée par la molécule dans l'échantillon.
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