Tutto liquido “laboratorio dei ricercatori 3D-print del laboratorio di Berkeley su un chip„

I ricercatori al laboratorio nazionale del Lawrence Berkeley della DAINA (laboratorio di Berkeley) hanno 3D-printed un'unità del tutto liquido che, con il clic di un bottone, può essere modificata ripetutamente a richiesta per servire una vasta gamma di applicazioni - dalla fabbricazione dei materiali della batteria a schermare i candidati della droga.

“Che cosa abbiamo dimostrato è notevole. La nostra unità 3D-printed può essere programmata effettuare a più gradi, reazioni chimiche complesse a richiesta,„ ha detto i timoni di Brett, uno scienziato del personale nella divisione di scienze dei materiali del laboratorio di Berkeley ed in fonderia molecolare (http://foundry.lbl.gov/), che piombo lo studio. “Che cosa è ancor più stupefacente è che questa piattaforma versatile può essere modificata le molecole dell'associazione per formare ad efficientemente e precisamente i prodotti molto specifici, quali i materiali organici della batteria.„

I risultati dello studio, che sono stati riferiti nelle comunicazioni della natura del giornale, è il più recente in una serie degli esperimenti al laboratorio di Berkeley che da costruzione i materiali del tutto liquido con una stampante 3D.

L'anno scorso, uno studio co-creato dai timoni e Thomas Russell, un ricercatore visualizzante dall'università di Massachusetts a Amherst che piombo le Assemblee interfacciali adattabili verso il programma strutturato dei liquidi nella divisione di scienze dei materiali del laboratorio di Berkeley, pionieristica a una nuova tecnica per la stampa delle strutture liquide varie - dalle goccioline ai thread di turbine di liquido - all'interno di un altro liquido.

“Dopo che la riuscita dimostrazione, un mazzo di noi si è riunita per brainstorm su come potremmo usare la stampa liquida per da costruzione un'unità di funzionamento,„ ha detto i timoni. “Poi si è presentata a noi: Se possiamo stampare i liquidi in canali definiti e contenuti di flusso attraverso loro senza distruggerli, quindi potremmo fare le unità fluide utili per una vasta gamma di applicazioni, dai nuovi tipi di laboratori chimici miniaturizzati anche alle batterie ed agli apparecchi elettronici.„

Per rendere al 3D-printable l'unità fluida, l'autore principale Wenqian Feng, un ricercatore postdottorale nella divisione di scienze dei materiali del laboratorio di Berkeley, ha progettato un substrato di vetro specialmente modellato. Quando due liquidi - le particelle contenenti di un'argilla del nanoscale, le altre particelle contenenti del polimero - sono stampati sul substrato, vengono insieme all'interfaccia dei due liquidi e nei millisecondi formano un canale o un tubo molto sottile circa 1 millimetro di diametro.

Una volta che i canali sono formati, i catalizzatori possono essere collocati in canali differenti dell'unità. L'utente può poi ponti 3D-print fra i canali, connettente li in modo che un prodotto chimico che li attraversa catalizzatori di incontri in un ordine specifico, provocante una cascata delle reazioni chimiche per fare i composti chimici specifici. Ed una volta gestito da un computer, questo trattamento complesso può essere automatizzatoe “per eseguire le mansioni connesse con il collocamento del catalizzatore, costruire i ponti liquidi all'interno dell'unità e la reazione di esecuzione ordina necessario per fare le molecole,„ ha detto Russell.

L'unità a funzioni multiple può anche essere programmata per funzionare come un apparato circolatorio artificiale che separa le molecole che attraversano il canale ed automaticamente elimina i sottoprodotti indesiderati mentre continua a stampare una sequenza dei ponti ai catalizzatori specifici ed effettua i punti della sintesi chimica.

“Il modulo e le funzioni di queste unità sono limitati soltanto dall'immaginazione del ricercatore,„ timoni spiegati. “La sintesi autonoma è un centro di interesse emergente nella chimica e nelle comunità dei materiali e la nostra tecnica per le unità 3D-printing per chimica di flusso del tutto liquido potrebbe contribuire a svolgere un ruolo importante nell'instaurazione del campo.„

Russell aggiunto: “La combinazione di competenza di scienza e di chimica dei materiali al laboratorio di Berkeley, con gli impianti di livello internazionale dell'utente disponibili ai ricercatori da ogni parte del mondo ed il giovane talento che è ritirato al laboratorio è unici. Non potremmo sviluppare questo programma in qualsiasi altro luogo.„

La pianificazione seguente dei ricercatori per elettrificare le pareti dell'unità facendo uso delle nanoparticelle conduttive per ampliare i tipi di reazioni che possono essere esplorate. “Con la nostra tecnica, pensiamo che dovrebbe anche essere possibile creare i circuiti del tutto liquido, pile a combustibile e perfino batterie,„ ha detto i timoni. “È stato realmente emozionante affinchè il nostro gruppo combini la chimica di flusso e di fluidics in un modo che è sia facile da usare che utente-programmabile.„

Sorgente: https://newscenter.lbl.gov/2019/04/25/researchers-3d-print-a-lab-on-a-chip/