Российские ученые показали, как с помощью 3D-печати можно 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. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
Аддитивные методы производства, или 3D-печать, активно используются во многих областях машиностроения, медицины, науки и образования. Огромный потенциал аддитивных методов обусловлен их высокой универсальностью, почти полной безотходностью, многообразием используемых конструкционных материалов и простотой использования, не требующей специальной квалификации.
Российские ученые из Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН успешно внедрили 3D-печать в научную работу химической лаборатории. Они спроектировали и изготовили 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, а второй зарекомендовал себя как недорогой и эффективный способ производства объектов из множества термопластичных пластиков и композиций на их основе. Полученные фотореакторы имеют ряд преимуществ перед традиционным фотохимическим оборудованием: они могут быть адаптированы к источникам света различной длины волны, дешевы, особенно при использовании пластиков, допускают быстрое внесение изменений в конструкцию.
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, позволяют масштабировать органический синтез для получения продуктов в больших количествах. Оба типа реакторов могут поддерживать заданную температуру, что важно для увеличения выхода и селективности химического синтеза. Эффективность нового оборудования ученые продемонстрировали 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 РНФ Юлия Бурыкина.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
