11 Apr 2022
Российские химики продемонстрировали, как с помощью аддитивных технологий, или 3D-печати, изготавливать в лаборатории фотореакторы для тонкого органического синтеза. Устройства позволяют проводить ряд важных реакций, требующих стабильной температуры и облучения светом определенной длины волны. Развитие этого подхода поможет ускорить и удешевить внедрение уникального оборудования в научную практику. Результаты проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Scientific Reports.
Аддитивные методы производства, известные как 3D-печать, активно используются во многих областях машиностроения, медицины, науки и образования. Сегодня сложно найти такую сферу материального производства, в которой не нашлось бы эффективного применения 3D-печати. Огромный потенциал аддитивных методов обусловлен их высокой универсальностью, почти полной безотходностью, многообразием используемых конструкционных материалов и во многих случаях относительной простотой использования, не требующей специальной инженерной квалификации.
Российские ученые из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН (Москва) успешно внедрили 3D-печать в научную работу химической лаборатории. Коллектив молодых исследователей из лаборатории металлокомплексных и наноразмерных катализаторов под руководством академика Валентина Ананикова спроектировал и изготовил компактные универсальные фотореакторы для проведения тонкого фотохимического синтеза, позволяющего получать ряд ценных органических соединений. Реакторы были изготовлены методом селективного спекания металлического порошка и методом наплавления термопластичного полимерного материала. Первый подход позволяет получать сложные изделия из разнообразных металлических сплавов, тогда как второй зарекомендовал себя как недорогой и эффективный способ производства изделий из множества термопластичных пластиков и композиций на их основе.
Полученные в проекте фотореакторы имеют ряд преимуществ перед традиционным фотохимическим оборудованием: они могут быть адаптированы к источникам света различной длины волны, характеризуются невысокой стоимостью, особенно при использовании пластиков, допускают быстрое внесение изменений в конструкцию. Последняя особенность является одним из принципиальных преимуществ 3D-печати: реактор с новым, более оптимальным дизайном, может быть изготовлен прямо в химической лаборатории в течение одного рабочего дня и сразу испытан в эксперименте.
Авторы показали, что металлические реакторы из нержавеющей стали могут применяться для проведения серийных экспериментов с различными химическими субстратами или фотокатализаторами. Фотореакторы из пластика, отличающиеся от металлических значительно большим объемом, дают возможность масштабирования органического синтеза для получения продуктов в значительных количествах. Оба типа реакторов могут поддерживать заданную температуру, что имеет важное значение для увеличения выхода и селективности химического синтеза, то есть в процессе будет образовываться преимущественно целевой продукт, а не побочные соединения. Эффективность нового оборудования была продемонстрирована на примере ряда важнейших химических реакций образования связей углерод-углерод и углерод-сера.
«Мы ожидаем, что наша разработка войдет в повседневную лабораторную практику в ближайшем будущем. Аддитивное производство открывает большие возможности для создания нового химического оборудования непосредственно в химической лаборатории», — рассказывает руководитель проекта по гранту Юлия Бурыкина, кандидат химических наук, ведущий сотрудник Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН.
Источник: Indicator
23 Apr 2024
19 декабря 2023 года Международный институт развития научного сотрудничества «МИ ...
14 и 15 ноября в отеле «Националь» в Москве проходит III Международный форум «СМ ...
30 октября 2023 Центр научно-аналитической информации Института востоковедения Р ...
С 18 по 20 октября в Казани пройдет шестой международный «Медиафорум-2023: свобо ...
10-11 октября в Белграде прошла IX Международная встреча интеллектуалов на тему ...
Президент Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Российский политолог, историк, публицист.
Доктор политических наук, профессор МГИМО
Генеральный директор Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Научный руководитель Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор
Председатель Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук, профессор, член-корреспондент РАН. Директор Института востоковедения РАН. Член научного совета Российского совета по международным делам.
Заместитель Председателя Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор кафедры стран постсоветского зарубежья РГГУ, профессор факультета глобальных процессов МГУ им. М.В. Ломоносова.