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乐鱼app下载入口 大连理工大学:调控异形液滴形容结束高质料晶体制备

时间:2022-09-17 06:42 点击:113 次

乐鱼app下载入口 大连理工大学:调控异形液滴形容结束高质料晶体制备

高质料晶体的制备对邃密化工、生物工程和制药工程等鸿沟至关要紧,而晶体的质料取决于晶体的形容、纯度和颗粒特质。微法度液滴构建简便、可复制性强、易于在线明察,且具有私有的柔性气液界面,因此在精准调控晶体特质、揭示结晶机理方面展现出遍及后劲,逐步成为晶体工程的前沿热门。在微法度液滴结晶经由中,不均匀的界面挥发既引起了液滴里面的溶液赔偿,也疏通了温度与浓度梯度的出现,从而在液滴内酿成微环流,主导着溶质分子的搬动与相聚。液滴形式的调控意味着不同气液界面的构建,从根底上影响着液滴的挥发经由,是退换液滴里面环流形式的要紧时刻。

近日,大连理工大学高效离别经由与耦合强化团队应用摩方精密3D打印机(nano Arch S140 Pro,10 μm)瞎想制备了具有微米级结构的半柔性结晶器。以该结晶器为中枢构建一系列异形液滴(HD),从而耦合HD气液界面与里面环流宗旨与强度(Ra/Ma),疏通溶质分子的定向运输,结束高质料晶体的制备。关系效果以“Shaping droplet by semiflexible micro crystallizer for high quality crystal harvest”为题发表在《Journal of Colloid and Interface Science》期刊上。

该议论中,如图1d-1f所示,应用3D打印机制备了名义平整、中性的半柔性结晶器(其结晶平台半径为600 μm)。在液滴体积不变的情况下,通过退换半柔性结晶器的压缩或拉伸,遗弃液滴的高度,构建出一系列不同纵横比的HD(图1a和1c);且在液滴的结晶经由中,也可结束对HD高度的及时调控(图1b)。如图2b和2d所示,关于纵横比为0.76的HD-0.76,在结晶经由中,凸气液界面、垂直气液界面、凹气液界面接踵出现,它们一方面疏通了液滴里面的环流宗旨,联系我们一方面通过改换挥发强度退换着液滴里面的环流强度(Ra/Ma),从而在挥发默契明(Stage 4)酿成一种中心汇注型环流。而在HD-0.56和HD-1.02中,由于其气液界面与环流宗旨和强度的不匹配,最终在挥发默契明(Stage 4)酿成的是规模发散型环流(图2a,2c和2d)。随后,以40%填塞度的NaCl溶液结晶为例,在HD-0.76中,中心汇注型环流启动溶质分子向液滴中心运输,最终在结晶平台的中心得回立地契晶。而在HD-0.56和HD-1.02中,规模发散型环流将溶质运输向液滴战役线区域,从而酿成咖啡环状晶体和飞速堆叠状晶体。

图1. (a)半柔性微结晶器构建HD线路图。(b)及时调控液滴形式线路图。(c)HD纵横比的界说。(d)半柔性结晶器名义的Zeta电位表征。(e)半柔性结晶器名义的SEM和AFM表征。(f)半柔性结晶器名义的XPS表征。

图2. COMSOL模拟HD-0.56(a),HD-0.76(b),HD-1.02(c)结晶经由中的环流矢量。(d)HD-0.56,HD-0.76,HD-1.02结晶经由中瑞利流强度与马兰戈尼流强度之比(Ra/Ma)。

图3. HD-0.56(a),HD-0.76(b),HD-1.02(c)结晶经由的截面图。HD-0.56(d),HD-0.76(e),HD-1.02(f)对应晶体的SEM形容。

该议论受到国度要点研发贪图(2019YFE0119200;2021YFC2901300),国度当然科学基金(21978037;21978033)等项方针维持。

原文估量:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.08.151

官网:https://www.bmftec.cn/links/6

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