Поиск
  • Artem Volovikov

Ctrl+P

С 1986 года, когда Чарльз Халл разработал первый 3D-принтер, кажется, 3D печать проникла буквально во все отрасли знаний и экономики. В то время как кто-то печатает формочки для печенья, ребята из AI Space Factory на 3D-принтере, напоминающем больше экскаватор, печатают дома для будущих колонизаторов Марса.


Что касается химии? 3D-печать будто бы изначально была призвана упростить химикам жизнь. Лаборатории, имеющие в своем распоряжении 3D-принтеры, теперь печатают не только расходники, запасные детали, но и целые лабораторные установки, что сокращает время и снижает материальные затраты. Технологии 3D-печати позволяют создавать детали, смесители, реакторы практически любых размеров и конфигураций, которых нет в продаже. Более того, изготовление некоторых устройств со сложной внутренней структурой ранее было затруднительно или вовсе неосуществимо традиционными методами, но аддитивные технологии открыли новые возможности для проведения уникальных экспериментов.

Рисунок 1 – Реактор, напечатанный на 3D-принтере в Грацком Университете, предназначен для конвертирования парниковых газов


Теперь химически агрессивные среды, высокие температуры и давления - не проблема ни для лабораторных, ни для пилотных установок. «Распечатку» можно сделать практически из любого материала: ABS, PLA, PETF, PP-пластики, керамика и даже металл.


Чтобы понимать насколько далеко все зашло, привожу одни из самых интересных кейсов по 3D-печати:


  • Стереоселективные реакторы

Большинство синтетических лекарственных препаратов – это смеси пространственных изомеров, из которых лишь один обладает фармакологической активностью. Целесообразнее вести синтез таким образом, чтобы получать один - активный тип изомеров (т.е. стереоселективно). В 2017 году был напечатан проточный мезореактор (реактор с очень малым диаметром реакционных канальцев), который позволил провести ряд синтезов лекарственных соединений с высоким выходом и стереоселективностью. Особый интерес представляет то, что водород, используемый на одной из стадий синтеза, производился на той же установке, путем мягкого электролиза в аппарате H-Cube.


  • Первый напечатанный гетерогенный катализатор

В 2016 году Sotelo и Gil из университета Сантьяго-де-Компостела (Испания) напечатали медь-содержащий катализатор для проведения реакции Ульмана. Результат – больший выход при меньшем времени реакции. Что же касается характеристик самого катализатора - высокие механическая прочность и пористость, а также сохранение активности даже после 10 циклов регенерации.


  • Каталитический статический смеситель


Рисунок 2 – Каталитический статический смеситель, напечатанный на 3D-принтере


Десятилетиями ученые не перестают биться над повышением эффективности реакций гидрирования, и вот в 2017 году Hornung таки достиг успеха на этом поприще. Он разработал и напечатал каталитический статический смеситель, конструкция которого обеспечивала эффективное поточное гидрирование непредельных углеводородов. А незадолго до этого, Rudolf von Rohr напечатал подобный структурированный катализатор из смеси оксидов алюминия и цинка, с нанесенным палладием. Оба катализатора довольно неплохо справились с поставленной задачей: показали более высокую, по сравнению с традиционными, селективность и выход.


Надо сказать, что 3D-печать в некотором смысле развязала химикам руки: стало возможным печатать небольшие реакторы различной конфигурации и, соответственно, оптимизировать их конструкцию. Теперь микро- и мезореакторы – это неотъемлемый инструмент увеличения производительности лабораторий. Малые размеры таких реакторов помимо прочего облегчают интеграцию с аналитическим оборудованием, которое, в свою очередь, уже сегодня пользуется плодами 3D-печати в виде спектроскопических ячеек детекторов и наполнения хроматографических колонок.


Компания ARSKA Tech активно применяет аддитивные технологии в своих проектах и является разработчиком ряда уникальных реакторов, внутренних и смесительных устройств, применяющихся в химическом синтезе.


В случае, если вы не нашли подходящего устройства или у вас есть собственная идея, обратитесь к инженерам ARSKA Tech. Мы проведём все необходимые гидрогазодинамические и прочностные расчеты, на основании которых разработаем оптимальную конструкцию устройства, подберем материалы для изготовления (пластик, металл, керамика), исходя из особенностей вашего процесса, и произведем рабочий образец в кратчайшие сроки.

Рисунок 3 – Пример того, как может выглядеть ваш реактор, произведенный командой ARSKA Tech

Просмотров: 38

Недавние посты

Смотреть все

Зачем нам инжиниринговые центры и бесплатный доступ к знаниям? Часть 2.

Исходя из того, о чем мы говорили в первой части выходит, что чем шире доступ бизнеса к университетским знаниям, тем выше шансы на успех в поиске новых изобретений и выводе их на рынок. А теперь давай

Russia
Saint-Petersburg,
Harchenko, 13
+7(812)649-94-39

© 2020 by ARSKA Technologies