科學也可以如此靠近

艾姆斯實驗室開發出創建可定製化學活性催化劑的一步式3D列印工藝

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2017年12月27日18時 今日科學 3D打印頭條

3D打印頭條

隨著3D列印技術的發展,許多行業已經找到了使用3D列印的方法,如醫療保健、航空航天等行業。但還有一個相當新的領域是使用這種技術來控制化學反應,也就是所謂的催化反應。催化劑由金屬和陶瓷製成,可以形成類似物體,如齒輪、輪子和蜂窩。3D列印催化劑的生產包括將化學活性劑沉積到預印的結構上,根據特種化學品公司Clariant的說法,目前還不可能在商業上數量化3D列印催化劑。但艾姆斯實驗室最近的發展可能會使我們更進一步。

艾姆斯是美國能源部科學國家實驗室,為解決全球性問題創造了創新的能源解決方案、材料和技術。它由愛荷華州立大學運營,過去一年來一直專注於金屬粉末技術開發,但其剛剛開發了一步式3D列印工藝來製造具有化學活性的催化物體。

該實驗室新開發的方法只需一步,便宜的商用SLA 3D印表機將化學與結構相結合,形成可定製的催化劑。研究人員首先在計算機上設計結構,然後通過雷射照射充滿定製樹脂的液體缸來製造它們,雷射使含有交聯劑、單體和光引發劑的樹脂聚合,然後逐層硬化。

愛荷華州立大學化學系研究生J.SebastiánManzano解釋說:「我們開始使用的單體,或者說構建單元的設計是雙功能的。它們與光反應硬化成三維結構,但仍然保留著化學反應發生的活性位點。」

艾姆斯表示,這個工藝所生產的產品具有「物體本身已具有的催化特性」。

Manzano、Zachary B. Weinstein、Aaron D. Sadow和Igor I. Slow在ACS Catalysis上發表了一篇題為「催化活性結構的直接3D列印」的論文。

艾姆斯實驗室的多相催化科學家說:「我們可以控制結構本身的形狀,我們稱之為宏觀特徵。以及催化劑的設計、納米尺度的特徵,同時。這為快速生產定製設計的結構開闢了許多可能性,以執行各種化學轉化。」

據小編了解,這項研究可以幫助科學家開發更加高效的生產複雜化學反應的催化劑的方法,然後可以用於各種不同的行業。

延伸閱讀:《研究員用愛好者3D列印機和摺紙技術製作造型變化的物體》


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