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美科学家3D打印全液体“芯片实验室”

发布时间:2021-11-20 02:22浏览次数:
本文摘要:据麦姆斯咨询报导,来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory)的研究人员3D打印机出有一款仅有液体装置,只需页面一下按钮,就可以根据市场需求重复重新配置以符合从电池材料制作到药物检验的广泛应用市场需求。主导这项研究的伯克利实验室材料科学和分子工厂科学家BrettHelms回应,“我们所展出的这款装置是有一点推崇的。我们的3D打印机装置可以根据必须展开编程,以继续执行多步骤、简单的化学反应。

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据麦姆斯咨询报导,来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory)的研究人员3D打印机出有一款仅有液体装置,只需页面一下按钮,就可以根据市场需求重复重新配置以符合从电池材料制作到药物检验的广泛应用市场需求。主导这项研究的伯克利实验室材料科学和分子工厂科学家BrettHelms回应,“我们所展出的这款装置是有一点推崇的。我们的3D打印机装置可以根据必须展开编程,以继续执行多步骤、简单的化学反应。

更加令人惊艳的是,这个多功能平台可以重新配置,以高效精准地人组分子,并构成十分类似的产品,如有机电池材料。”这项公开发表在《大自然通讯》(NatureCommunications)杂志上的研究成果,是伯克利实验室用3D打印机制作仅有液体材料的一系列实验中的近期成果。去年,Helms与来自马萨诸塞大学阿默斯兹分校(UniversityofMassachusettsatAmherst)的采访研究员ThomasRussell年出版了一项研究成果,领导伯克利实验室材料科学部的自适应界面组件改向结构化液体项目,首创了在另一种液体中打印机各种液体结构的新技术,从液滴到液体旋流线。

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Helms认为,“在顺利展示后,我们一群人聚在一起集思广益,辩论如何利用液体印刷技术生产功能装置。然后我们忽然想起,如果我们可以在界定地下通道内打印机流体,流动内容流经地下通道而会遭毁坏,我们就可以制作出有合适多种应用于的流体装置,从新型小型化学实验室到电池和电子设备。”为了制作这种3D可印刷流体装置,伯克利实验室材料科学部门的博士后研究员兼任论文主要作者WenqianFeng设计了一款类似图案的玻璃基板。

当两种液体,一种所含纳米级粘土颗粒,另一种所含聚合物颗粒,被印刷到基板上时,他们在两种液体的交界处挤满,并在几毫秒内构成直径约为1毫米的十分厚的地下通道或管道。一旦构成地下通道,催化剂可以摆放在装置的有所不同地下通道内。然后,用户可以在地下通道之间3D打印机桥接,将地下通道连接起来使得流经它们的化学品以特定顺序认识催化剂,引起一系列化学反应以产生特定的化合物。

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当由计算机控制时,这个简单的过程可以自动“继续执行与催化剂摆放涉及的任务,在装置内建构液体介质桥接,并运营生产分子所需的反应序列。”Russell补足道。这款多任务装置还可以被编程为像人工循环系统般运作,分离出来流经地下通道的分子并自动除去不必须的副产品,同时之后打印机特定催化剂物桥接序列并继续执行化学合成步骤。Helms说明道,“这些装置的形式和功能仅有受限于研究人员的想象力,自律制备是化学和材料界的一个新兴领域,我们用作仅有液体流动化学的3D打印机装置可以在该领域充分发挥最重要起到。

”Russell也补足说,“伯克利实验室中材料科学和化学专业知识的融合,以及来自世界各地的研究人员可以分享世界一流的设施,还包括实验室所挤满的年轻人才都是独一无二的。在其他地方我们不一定能研发出有这一技术。”研究人员接下来计划用于导电纳米粒子对该装置的内壁展开通电,以拓展可以探寻的反应类型。Helms回应,“凭借我们的技术,我们指出还有有可能创立仅有液体电路、燃料电池甚至蓄电池。

对我们的团队而言,以一种用户友好关系且用户可编程的方式将流体和流动化学融合一起知道十分令人振奋。


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