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“耦合水域的桥梁 科学家3D打印全液体'实验室芯片'”

发布日期:2021-06-24 17:18:01 浏览:

美国能源部劳伦斯伯克利国家研究所(伯克利研究所)的研究人员采用了3d打印的液体器件,只要点击按钮,从电池材料的制作到药物的筛选,都可以根据需要重复重新配置,满足广泛的APP需求

我们展示的很棒。 我们的3d打印设备是可编程的,根据需要可以执行多个步骤,多个复杂的化学反应。 负责这项研究的伯克利实验室材料科学部和分子铸造部的科学家brett helms说。 更令人惊讶的是,这个多功能平台可以高效、准确地组合分子,重新定位以形成有机电池材料等非常特殊的产品。

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该研究结果发表在《国家通讯》杂志上,是伯克利研究所用3d打印机制作全液体材料的一系列实验中的最新成果。

去年,赫尔姆斯和麻省大学阿默斯特分校的访问研究员托马斯·; 罗素共同写了研究。 他是伯克利实验室材料科学部领导的结构化液体适应接口组件项目的先驱,开发了印刷各种液体结构的新技术。 - -从液滴旋转到液体的螺丝-用另一种液体。

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赫尔姆斯利说,在那次成功的示威后,我们聚集在一起,讨论如何使用液体印刷制作功能性设备。 然后,那发生在了我们身上。 如果我们能在明确的通道上印刷液体,在不破坏它们的情况下进行复制,我们就能制造出从新型小型化学实验室到电池和电子设备的各种适用于APP的有用的流体设备。 设备。

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为了制造3d可打印的流体仪器,伯克利实验室材料科学部的博士后研究员、第一作者汶前峰设计了一种特殊图案的玻璃基板。 当包含纳米级粘土粒子和聚合物粒子的两种液体印刷在基板上时,它们会在两种液体的界面凝聚,在几毫秒内形成直径约1毫米的非常薄的通道和管道。

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一旦通道形成,催化剂可以放置在装置的不同通道上。 然后,客户可以在通道之间进行3d桥接,连接它们,使它们中流动的化学物质以特定的顺序遇到催化剂,引起一系列的化学反应生成特定的化合物。 russell说,如果由计算机控制,这个多而复杂的过程可以自动执行与催化剂配置相关的任务,在设备内建立液桥,执行制造分子所需的反应序列。

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多任务装置还可以被编程为分离在通道中流动的分子,在持续打印特定催化剂的桥接序列的同时自动去除不需要的副产物,并像执行化学合成步骤的人工循环系统一样工作。

这些仪器的形式和功能只是受到研究者的想象力的限制,赫尔姆斯解释说。 自主合成是化学和材料行业的新兴行业,我们用于全液体流动化学的3d打印设备技术有助于建立这个行业发挥重要的意义。

russell补充说,伯克利研究所的材料科学和化学专业信息的组合,以及来自世界各地的研究人员可以采用世界一流的客户设施,以及被实验室吸引的年轻人才是独一无二的。 我们没有在其他地方开发过这个程序。

研究人员接下来计划利用导电性纳米粒子给装置的墙壁通电,以扩大可以探索的反应类型。 赫尔姆斯利说:“我们认为,用我们的技术,应该可以制造全液体回路、燃料电池,甚至电池。 我们团队对流体和流动化学相结合,客户和客户都能编程感到兴奋。

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