Todo-líquido “laboratorio de los investigadores 3D-print del laboratorio de Berkeley en una viruta”

Los investigadores en el laboratorio nacional de Lorenzo Berkeley de la GAMA (laboratorio de Berkeley) tienen 3D-printed un dispositivo del todo-líquido que, con el tecleo de un botón, se pueda configurar de nuevo en varias ocasiones a pedido para servir una amplia gama de usos - de hacer los materiales de la batería a revisar a candidatos de la droga.

“Qué demostramos es notable. Nuestro dispositivo 3D-printed se puede programar realizar de varias fases, las reacciones químicas complejas a pedido,” dijo los timones de Brett, a científico del estado mayor en la división y la fundición molecular (http://foundry.lbl.gov/) de las ciencias materiales del laboratorio de Berkeley, que llevó el estudio. “Cuál es aún más asombrosa es que esta plataforma versátil se puede configurar de nuevo las moléculas de la cosechadora para formar a eficientemente y exacto productos muy específicos, tales como materiales orgánicos de la batería.”

Las conclusión del estudio, que fueron denunciadas en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón, son las más últimas en una serie de los experimentos en el laboratorio de Berkeley que fabrican los materiales del todo-líquido con una impresora 3D.

El año pasado, un estudio co-sido autor por los timones y Thomas Russell, investigador que visita de la universidad de Massachusetts en Amherst que lleva a las asambleas de cara a cara adaptantes hacia programa estructurado de los líquidos en la división de las ciencias materiales del laboratorio de Berkeley, promovida una nueva técnica para imprimir las diversas estructuras líquidas - de gotitas a las roscas que remolinan del líquido - dentro de otro líquido.

“Después que la demostración acertada, un manojo de nosotros se reunió para inspirarse en cómo podríamos utilizar la impresión líquida para fabricar un dispositivo de funcionamiento,” dijo timones. “Entonces ocurrió a nosotros: Si podemos imprimir líquidos en canales definidos y los contenidos del flujo a través de ellos sin la destrucción de ellos, después podríamos hacer los dispositivos hidráulicos útiles para una amplia gama de usos, de los nuevos tipos de laboratorios químicos miniaturizados incluso a las baterías y a los dispositivos electrónicos.”

Para hacer el 3D-printable el dispositivo hidráulico, el autor importante Wenqian Feng, investigador postdoctoral en la división de las ciencias materiales del laboratorio de Berkeley, diseñó un substrato del cristal especialmente modelado. Cuando dos líquidos - partículas de una arcilla del nanoscale que contienen, otras partículas del polímero que contienen - se imprimen sobre el substrato, vienen juntos en el interfaz de los dos líquidos y dentro de milisegundos forman un canal o un tubo muy fino cerca de 1 milímetro de diámetro.

Una vez que se forman los canales, los catalizadores se pueden colocar en diversos canales del dispositivo. El utilizador puede entonces los puentes 3D-print entre los canales, conectándolos de modo que una substancia química que los atraviesa los catalizadores de los encuentros en una orden específica, fijando lejos una cascada de reacciones químicas para hacer composiciones químicas específicas. Y cuando es controlado por una computador, este proceso complejo se puede automatizar “para ejecutar las tareas asociadas a la colocación del catalizador, construir los puentes líquidos dentro del dispositivo, y la reacción de la corrida ordena necesario para hacer las moléculas,” dijo Russell.

El dispositivo polivalente se puede también programar para funcionar como un sistema circulatorio artificial que separe las moléculas que atraviesan el canal y quite automáticamente subproductos indeseados mientras que continúa imprimir una serie de puentes a los catalizadores específicos, y realice los pasos de la síntesis química.

“La forma y las funciones de estos dispositivos son limitadas solamente por la imaginación del investigador,” los timones explicados. La “síntesis autónoma es un campo de interés emergente en la química y las comunidades de los materiales, y nuestra técnica para los dispositivos 3D-printing para la química del flujo del todo-líquido podría ayudar a desempeñar un papel importante en el establecimiento del campo.”

Russell adicional: “La combinación de la experiencia de la ciencia material y de la química en el laboratorio de Berkeley, junto con las instalaciones de calidad mundial del utilizador disponibles para los investigadores de todas partes del mundo, y el talento joven que se drena al laboratorio es únicos. No habríamos podido desarrollar este programa en cualquier parte.”

El plan siguiente de los investigadores para electrificar las paredes del dispositivo usando nanoparticles conductores para desplegar los tipos de reacciones que pueden ser exploradas. “Con nuestra técnica, pensamos que debe también ser posible crear el conjunto de circuitos del todo-líquido, pilas de combustible, e incluso las baterías,” dijo timones. “Ha sido realmente emocionante para que nuestras personas combinen química de la fluídica y del flujo de una manera que es convivial y utilizador-programable.”

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