微反應(yīng)器的案例
連續(xù)流微反應(yīng)器的3種反應(yīng)類型
微反應(yīng)器的使用是基于熱量的突然產(chǎn)生(催化作用)的要求。
芳香胺和雙乙烯酮在一個(gè)管式反應(yīng)器中，真實(shí)情況下經(jīng)過乙酰化，并通過電腦模擬得出測(cè)量的熱密度，用于停留時(shí)間和轉(zhuǎn)換的功能報(bào)告中。反應(yīng)的半衰期約為1.5sec，所以主要分布在動(dòng)力情況中(B型反應(yīng))，二階反應(yīng)說明了大部分的熱密度都分布在反應(yīng)的初始時(shí)期，在這種情況下，小的傳統(tǒng)管(直徑3㎜)無法提取足夠的建立在流體力學(xué)(Tr)和導(dǎo)熱液之間的熱量和溫度梯度。反應(yīng)初期需要使用微反應(yīng)器，然而一旦最初的熱密度被消耗(99%的轉(zhuǎn)換耗時(shí)154sec)，便可使用常規(guī)的(非微型)停留時(shí)間模塊。以下參數(shù)可用于仿真模擬：傳熱系數(shù)500w/㎡/k，流體熱容量2kJ/kg/k，二階動(dòng)力學(xué)常數(shù)0.363l/mol/s，焓180kJ/mol，雙乙烯酮與胺濃度15%，傳熱流體在25℃恒溫時(shí)，未考慮活化能。
對(duì)于A型與B型反應(yīng)來說，需要一個(gè)微反應(yīng)器以實(shí)現(xiàn)有效的連續(xù)生產(chǎn)(至少有較大的絕熱溫升)。實(shí)際上，應(yīng)用微反應(yīng)器的主要?jiǎng)恿χ痪褪瞧漭^強(qiáng)的局部熱發(fā)生，也就是較高的熱密度(單位w/l，瓦特每升，見圖2)。間歇反應(yīng)器中較高的局部熱密度通常會(huì)轉(zhuǎn)化為局部溫度梯度，這將降低選擇性。帶有集成熱交換性能的微反應(yīng)器可以解決此問題。
除反應(yīng)動(dòng)力學(xué)外，需要考慮連續(xù)過程的另一因素是所涉及的不同相態(tài)(固-液-氣)。在研究的反應(yīng)中，高于60%的反應(yīng)中存在固體，作反應(yīng)試劑、催化劑或產(chǎn)品用。根據(jù)龍沙的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)前使用的微反應(yīng)器在處理固體時(shí)效果較差。到目前為止，多用途的微反應(yīng)器還局限于均相反應(yīng)，且在一定程度上局限于氣-液和液-液反應(yīng)。這個(gè)聲明對(duì)微反應(yīng)器設(shè)備的廣泛應(yīng)用非常重要。當(dāng)考慮多種相態(tài)并將涉及固體的反應(yīng)排除后，微反應(yīng)器技術(shù)的可候選數(shù)量將顯著減少。因此，與反應(yīng)容器有關(guān)的各種用途仍然是間歇生產(chǎn)的一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)。
展開 流動(dòng)化學(xué)：連續(xù)生產(chǎn)API的途徑
流動(dòng)化學(xué)與微反應(yīng)器技術(shù)
流動(dòng)化學(xué)提供了一種在不停流動(dòng)的狀態(tài)下而不是在傳統(tǒng)的批量固定反應(yīng)器中-進(jìn)行化學(xué)合成的新途徑。在一個(gè)流動(dòng)系統(tǒng)中，一個(gè)給定的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在一個(gè)微反應(yīng)器中。這個(gè)微型系統(tǒng)集合了多個(gè)亞毫米微通道。反應(yīng)物被不斷注入微反應(yīng)器中，在其中混合、發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)品也被不斷收集。微反應(yīng)器的內(nèi)體積往往小于1毫升。此外，單個(gè)的微反應(yīng)器能被按順序固定以形成有效的微流體化工廠。微反應(yīng)器的小尺寸提供了高表面積-體積比，使其變得比傳統(tǒng)的分批處理反應(yīng)器能更有效地混合、更高溫、高質(zhì)量地傳遞更多，最終得到有著更高產(chǎn)量、更少雜質(zhì)的更優(yōu)型制品。這種特性在處理高放熱（如氫化、氧化、硝化）反應(yīng)和需要危險(xiǎn)或不穩(wěn)定的材料（如鹵素、氰化 物、一氧化碳）時(shí)很有用。此外，重要的工藝參數(shù)（如混合度、溫度、壓力、流量、反應(yīng)停留時(shí)間）都在嚴(yán)格控制之下，并允許快速參量篩選和工藝優(yōu)化。得益于小體積和高可控性，微反應(yīng)器打開了發(fā)展那些在分批處理反應(yīng)器中很難甚至不可能發(fā)生的新化學(xué)反應(yīng)的（如閃光化學(xué)、高溫或高壓）大門。很多這樣的新途徑產(chǎn)生了新型分子。
另外，激動(dòng)人心的研究已經(jīng)展開，正在為連續(xù)流動(dòng)有機(jī)催化下的手性藥物的選擇性合成發(fā)展新的方法論。流動(dòng)化學(xué)提供的其他好處還包括快速簡(jiǎn)便的放大策略。一個(gè)微反應(yīng)器的產(chǎn)量能依靠三種方式提高：1. 按比例擴(kuò)大微反應(yīng)器的容量或尺寸。2. 增加平行反應(yīng)裝置的數(shù)量，這種方式在工業(yè)上很普遍，尤其是生物制藥的生產(chǎn)。3. 長時(shí)間運(yùn)行反應(yīng)，向外擴(kuò)展能提升產(chǎn)量。因此，對(duì)于流動(dòng)化學(xué)，按比例從微克到千克大量生產(chǎn)只需要最小的化學(xué)變化或反應(yīng)器工程。
連續(xù)生產(chǎn)API的流程處理
流體技術(shù)于21世紀(jì)前十年被引入藥品生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)理論科學(xué)家開始為活性藥物成分（即API）和中間合成開發(fā)流體系統(tǒng)。來自工業(yè)的科學(xué)家們（主要來自大型制藥公司）在21世紀(jì)的初期努力應(yīng)用流動(dòng)化學(xué)。
展開 南工陳蘇教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)基于微流控紡絲技術(shù)原位合成自愈合凝膠纖維及其自組裝構(gòu)筑纖維織物
此外，研究者將凝膠纖維與導(dǎo)電納米材料相結(jié)合，利用該方法成功制備了自愈合復(fù)合導(dǎo)線和超級(jí)電容器（圖4）。這項(xiàng)研究成果為多維纖維結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)和快速構(gòu)筑提供了一種新思路。
圖文導(dǎo)讀
圖1自愈合纖維及織物制備示意圖
a) 單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和P（β-CD-VI-co-HPA）水凝膠的合成的示意圖；b) 在多維接觸微反應(yīng)器中形成水凝膠，例如1D-0D液滴，1D-1D點(diǎn)陣和纖維微反應(yīng)器； c) 自愈合纖維編織形成多維材料和超級(jí)電容器的示意圖。
圖2微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和水凝膠纖維的表征
a)在1D-0D液滴微反應(yīng)器中形成超分子P（β-CD-VI-co-HPA）水凝膠的示意圖； b,c) 分別通過UV誘導(dǎo)聚合形成的b) 珠節(jié)狀和c) 圓柱形纖維的光學(xué)顯微照片，比例尺為500μm；d,e) 在1D-1D點(diǎn)陣和纖維微反應(yīng)器中制備超分子水凝膠的示意圖； f) 網(wǎng)格和g) 纖維水凝膠纖維的光學(xué)圖像; h) PVP和i) P（β-CD-VI-co-HPA）/PVP的SEM圖像; j) 去除PVP和未反應(yīng)單體后的P（β-CD-VI-co-HPA）水凝膠的SEM圖像。
圖3自愈合纖維自組裝構(gòu)筑纖維織物
a)纖維內(nèi)部和b) 纖維間自愈過程的示意圖; c) 水凝膠纖維的自愈合行為; d-f) 自愈合纖維形成的多維材料的組裝：d) 3D，e) 3D螺旋和f) 2D平面結(jié)構(gòu); g) 照片顯示基于主客體相互作用通過無紡紡絲制造的織物圖（比例尺= 1cm）。
圖4自愈合復(fù)合導(dǎo)線和超級(jí)電容器的構(gòu)筑
a) 自愈合導(dǎo)電復(fù)合纖維的制備示意圖；b) 導(dǎo)電復(fù)合線的自愈合示意圖。導(dǎo)線包括RGO-CNT/TPU和包裹的P（β-CD-VI-co-HPA）水凝膠。c) 自愈合導(dǎo)電復(fù)合纖維愈合前后點(diǎn)亮LED的照片。d) 平面形超級(jí)電容器的示意圖。
展開 反應(yīng)器的基礎(chǔ)知識(shí)
（3）移動(dòng)床反應(yīng)器 移動(dòng)床反應(yīng)器適用于固體顆粒或固體催化劑參與的反應(yīng)，與固定床反應(yīng)器相似，不同之處是固體物料或固體催化劑自反應(yīng)器頂部連續(xù)加入，液相或氣相通過固體床層以進(jìn)行反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，固體物料逐漸下移，最后由底部卸出。
與固定床反應(yīng)器及流化床反應(yīng)器相比，移動(dòng)床反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是可以控制固體和流體的停留時(shí)間，液相返混較小；缺點(diǎn)是控制固體顆粒的均勻下移比較困難。
微反應(yīng)器
微反應(yīng)器又稱微通道反應(yīng)器，主要是指用微加工技術(shù)生產(chǎn)制造的裝置，適用于化學(xué)反應(yīng)研究。微反應(yīng)器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，是一種集換熱、混合、分離和控制等功能于一體的微反應(yīng)系統(tǒng)。
在科研工作中，微反應(yīng)器主要應(yīng)用于催化劑評(píng)價(jià)和動(dòng)力學(xué)研究，也可用作反應(yīng)熱分析，有較高的靈敏度。隨著微反應(yīng)器技術(shù)的日漸發(fā)展，根據(jù)其自身的性能特點(diǎn)，也可用于以下化學(xué)反應(yīng)過程∶
（1）放熱劇烈的反應(yīng)。對(duì)于反應(yīng)熱較大的化學(xué)反應(yīng)，常規(guī)反應(yīng)器一般采用滴加物料的方式，滴加物料瞬時(shí)，由于局部濃度過高，容易發(fā)生局部劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生較大的反應(yīng)熱，生成一定量的副產(chǎn)物。微反應(yīng)器能夠及時(shí)地導(dǎo)出熱量，能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)溫度的精準(zhǔn)控制，消除局部熱效應(yīng)大的弊端，提高產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率。
（2）反應(yīng)物或產(chǎn)物不穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)。某些化學(xué)反應(yīng)，由于反應(yīng)物或產(chǎn)物不穩(wěn)定，長時(shí)間停留在反應(yīng)器中易發(fā)生分解，從而影響產(chǎn)品的收率。微反應(yīng)器是連續(xù)流動(dòng)的反應(yīng)體系，且可以精準(zhǔn)控制反應(yīng)物或生成物的停留時(shí)間，從而避免因停留時(shí)間過長而產(chǎn)生的物料分解，保證產(chǎn)品收率及安全生產(chǎn)。
（3）要求反應(yīng)物配比精準(zhǔn)的化學(xué)反應(yīng)。
展開 
如何判斷化學(xué)反應(yīng)是否采用連續(xù)還是間歇
反應(yīng)通道中的固體的行為是由顆粒，流體和反應(yīng)器的表面之間的相互作用所控制，并且，如果適用的話，也可以考慮增加外部力量（如超聲波）。康寧反應(yīng)器可以管理這些復(fù)雜的相互作用，成功處理固體在實(shí)驗(yàn)室或規(guī)模生產(chǎn)。
2.在反應(yīng)過程中生產(chǎn)的固體?
在反應(yīng)過程中產(chǎn)生固體的情況比較復(fù)雜。根據(jù)不同的情況，我們可以采取不同的應(yīng)對(duì)方法。
應(yīng)對(duì)策略之一：釜式工藝和微反應(yīng)器工藝條件具有比較大的差異，釜式反應(yīng)因?yàn)槭艿絺髻|(zhì)和換熱的限制，反應(yīng)溫度和濃度都有一定的要求，只能通過延長反應(yīng)時(shí)間來控制反應(yīng)。而微反應(yīng)器具有強(qiáng)大的傳質(zhì)和換熱功能，通過強(qiáng)化溫度讓反應(yīng)時(shí)間大大縮短。溫度的提升對(duì)產(chǎn)物的溶解性有一定的影響，反應(yīng)過程中的產(chǎn)物有可能不會(huì)析出固體。
應(yīng)對(duì)策略之二：微反應(yīng)器傳質(zhì)好，反應(yīng)停留時(shí)間短，可以很好地控制反應(yīng)的選擇性。對(duì)于有些反應(yīng)中的固體是因?yàn)楦?em>反應(yīng)發(fā)生而產(chǎn)生的反應(yīng)有很好地控制效果。?
應(yīng)對(duì)策略之三：反應(yīng)產(chǎn)物確實(shí)是固體的情況，可以考察該固體是否可以在反應(yīng)進(jìn)程中加入某種溶劑萃取而使之溶解。例如生成某種鹽，在反應(yīng)器中段或后段導(dǎo)入水使之溶解。?
展開 如何判斷化學(xué)反應(yīng)是否采用連續(xù)還是間歇
反應(yīng)通道中的固體的行為是由顆粒，流體和反應(yīng)器的表面之間的相互作用所控制，并且，如果適用的話，也可以考慮增加外部力量（如超聲波）。康寧反應(yīng)器可以管理這些復(fù)雜的相互作用，成功處理固體在實(shí)驗(yàn)室或規(guī)模生產(chǎn)。
2.在反應(yīng)過程中生產(chǎn)的固體?
在反應(yīng)過程中產(chǎn)生固體的情況比較復(fù)雜。根據(jù)不同的情況，我們可以采取不同的應(yīng)對(duì)方法。
應(yīng)對(duì)策略之一：釜式工藝和微反應(yīng)器工藝條件具有比較大的差異，釜式反應(yīng)因?yàn)槭艿絺髻|(zhì)和換熱的限制，反應(yīng)溫度和濃度都有一定的要求，只能通過延長反應(yīng)時(shí)間來控制反應(yīng)。而微反應(yīng)器具有強(qiáng)大的傳質(zhì)和換熱功能，通過強(qiáng)化溫度讓反應(yīng)時(shí)間大大縮短。溫度的提升對(duì)產(chǎn)物的溶解性有一定的影響，反應(yīng)過程中的產(chǎn)物有可能不會(huì)析出固體。
應(yīng)對(duì)策略之二：微反應(yīng)器傳質(zhì)好，反應(yīng)停留時(shí)間短，可以很好地控制反應(yīng)的選擇性。對(duì)于有些反應(yīng)中的固體是因?yàn)楦?em>反應(yīng)發(fā)生而產(chǎn)生的反應(yīng)有很好地控制效果。?
應(yīng)對(duì)策略之三：反應(yīng)產(chǎn)物確實(shí)是固體的情況，可以考察該固體是否可以在反應(yīng)進(jìn)程中加入某種溶劑萃取而使之溶解。例如生成某種鹽，在反應(yīng)器中段或后段導(dǎo)入水使之溶解。?
展開 “漸凍癥”患者的福音——連續(xù)流工藝生產(chǎn)依達(dá)拉奉
應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)使用堿時(shí)，也可以避免雜質(zhì)5，因?yàn)橹虚g體10的形成很快，抑制了不希望的消除（脫水）反應(yīng)。
二、兩步連續(xù)流合成實(shí)驗(yàn)
完成了上述研究后，將兩步反應(yīng)按順序連接到一套裝置(圖4)，將苯肼和乙酰乙酸乙酯輸送至微反應(yīng)器R1(25°C，0.5min，1bar)，流速均為10mL/min。然后，反應(yīng)液通過預(yù)熱裝置使溶液保持在60°C后流入微反應(yīng)器R2，同時(shí)，以10mL/min的速度將氫氧化鈉溶液輸送至微反應(yīng)器R2(60°C，1min，1bar)，完成第二步環(huán)化反應(yīng)。
從R2流出的反應(yīng)液用6M鹽酸調(diào)節(jié)為中性并過濾后得到粗品依達(dá)拉奉。最后，用乙醇?水進(jìn)行一次重結(jié)晶，得到純度為99.95%的依達(dá)拉奉，收率88.4%,較釜式工藝提高6.2個(gè)百分點(diǎn)。
展開 流動(dòng)化學(xué)｜對(duì)硝基苯酚的合成
所以微通道反應(yīng)器合成對(duì)硝基苯酚是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
2020年，CN201911375782.6通過微通道反應(yīng)器合成了對(duì)硝基苯酚鈉[8]。實(shí)驗(yàn)將熔融狀態(tài)的對(duì)氯硝基苯和氫氧化鈉溶液用進(jìn)料泵打入微反應(yīng)器中進(jìn)行高溫高壓反應(yīng)。氮?dú)鈮毫?-8 MPa，溫度為150-180 ℃。本發(fā)明采用微通道進(jìn)行水解反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了原料瞬間均勻混合和高效傳熱，同時(shí)還減少了反應(yīng)過程中物料的當(dāng)量比，減少了副反應(yīng)發(fā)生和反應(yīng)后處理難度，且水可以循環(huán)利用，減少了生產(chǎn)中的能源消耗，提高了原料的利用率，使生產(chǎn)過程更環(huán)保，生產(chǎn)成本低廉，同時(shí)反應(yīng)時(shí)間也大大縮短；且制備得到的對(duì)硝基苯酚鈉鹽的顏色為淡黃色或橙黃色，副產(chǎn)物少。
4. 對(duì)硝基苯酚的應(yīng)用
對(duì)硝基苯酚是一種常用的化工原料，被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥，染料等生產(chǎn)中，還可用作單色的pH值指示劑，變色范圍5.6-7.4，由無色變黃色[7]；用作農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料等精細(xì)化學(xué)品的中間體和防腐劑。
5. 結(jié)語
總之，對(duì)硝基苯酚的制備方法一直在不斷探索中，但在制備過程中應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行選擇。通過各種制備工藝的對(duì)比，選擇一條工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量高，污染小的路線是非常有必要的。對(duì)硝基苯酚具有很好的發(fā)展前景。微通道反應(yīng)器對(duì)于對(duì)硝基苯酚的合成也是一種不錯(cuò)的選擇。
參考文獻(xiàn)
[1] 齊立權(quán), 黃治清, 劉屹, 石桂林. 鄰硝基苯酚、對(duì)硝基苯酚及其鈉鹽的合成[J]. 遼寧大學(xué), 1989, 01(003): 9-12.
[2] 靳通收, 劉士江, 王寶利. 兩相體系中鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚的制備[J]. 化學(xué)試劑, 1992, 14(1): 55-56.
[3] 鐘世安, 成本誠, 于澍. A-1相轉(zhuǎn)移催化劑常壓催化合成對(duì)硝基苯酚[J]. 精細(xì)石油化工, 1999, 1(1): 28-30.
展開 東南大學(xué)趙遠(yuǎn)錦教授《Science》子刊：光控程序化浸潤性微流控芯片
因此，如何構(gòu)建一種能夠非接觸式操控液滴的、可程序化調(diào)控浸潤性的超滑多孔表面，對(duì)于微流體技術(shù)具有革命性的意義。
日前，東南大學(xué)趙遠(yuǎn)錦教授課題組通過在三維石墨烯海綿多孔結(jié)構(gòu)中灌注石蠟，利用石墨烯的光熱響應(yīng)性與石蠟的相變特性，近紅外光的照射下實(shí)現(xiàn)了材料表面粗糙與超滑屬性之間動(dòng)態(tài)、可逆的轉(zhuǎn)換。該過程中，當(dāng)石蠟被加熱至熔化時(shí)，液滴可以沿著超滑液體表面向下滑動(dòng)；而當(dāng)光照關(guān)閉石蠟處于固態(tài)時(shí)，液滴則會(huì)固定在粗糙固體表面，從而實(shí)現(xiàn)了表面可逆的浸潤性調(diào)控。值得一提的是，通過掩模板對(duì)光路的圖案化隔斷，能夠進(jìn)一步構(gòu)建材料表面的液滴滑動(dòng)路徑，而達(dá)到在材料表面對(duì)液滴進(jìn)行精準(zhǔn)的非接觸性操控的目的。這一設(shè)計(jì)具有良好的可重復(fù)性、快速響應(yīng)性以及便捷而高效的可調(diào)控性，不僅可以應(yīng)用于微孔板、微陣列精準(zhǔn)加樣中，還可以作為血型篩查的微流控微反應(yīng)器，在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。
相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Science Advances（2018, 4, eaat7392）上，這也是近一年以來，趙遠(yuǎn)錦教授作為通訊作者在Science旗下子刊上發(fā)表的第四篇論文。研究工作得到了國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金NASF聯(lián)合基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。
來源：高分子科學(xué)前沿
展開 熱管理近期行業(yè)動(dòng)態(tài)速覽
02
沈氏科技獲戰(zhàn)略融資 聚焦高效節(jié)能熱交換器及熱管理系統(tǒng)解決方案
近日，國內(nèi)微通道換熱器及反應(yīng)器領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)——杭州沈氏節(jié)能科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“沈氏科技”）完成了戰(zhàn)略輪融資。本輪融資由中化資本領(lǐng)投，浙能巨化基金、智科控股基金跟投，高鵠資本擔(dān)任獨(dú)家財(cái)務(wù)顧問。本輪融資將用于擴(kuò)大產(chǎn)能，將獨(dú)有的熱交換設(shè)備和微反應(yīng)裝備解決方案，向化工、能源、汽車、軍工等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，做進(jìn)一步擴(kuò)展。
沈氏科技成立于2005年，是國家重點(diǎn)支持的“專精特新”小巨人企業(yè)，自成立來一直致力于高效節(jié)能型熱交換器及熱管理系統(tǒng)解決方案的研發(fā)、制造、銷售與服務(wù)，業(yè)務(wù)范圍包括同軸換熱器、殼盤管換熱器、殼管換熱器、微通道換熱器等換熱器以及微反應(yīng)器等微化工裝備。
在微通道換熱器領(lǐng)域，沈氏科技微通道產(chǎn)品采用全球領(lǐng)先的擴(kuò)散焊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)熱交換系統(tǒng)和化工制備系統(tǒng)的綠色、高效、安全和輕量化。產(chǎn)品具備高效緊湊、適用介質(zhì)廣、材料多樣化、耐壓高、高效率、耐低溫、可定制化等產(chǎn)品特點(diǎn)。
03
萊爾德新品發(fā)布：性能優(yōu)異的單組分點(diǎn)膠類導(dǎo)熱填隙材料Tputty? 910
Tputty? 910 單組分點(diǎn)膠類導(dǎo)熱填隙材料
3.1 產(chǎn)品描述
Tputty? 910的熱導(dǎo)率為 9.1 W/mK，其導(dǎo)熱性能在單組分點(diǎn)膠類導(dǎo)熱填隙材料中處于領(lǐng)先地位。該點(diǎn)膠類導(dǎo)熱填隙材料能最大程度降低裝配過程中對(duì)元器件的應(yīng)力，同時(shí)兼具傳統(tǒng)導(dǎo)熱墊的可靠性。Tputty? 910 是一款柔軟、貼服、熱阻極低、可靠性極高的高熱導(dǎo)率點(diǎn)膠類填隙材料。
展開 微流控芯片（轉(zhuǎn)載）
微流控芯片平臺(tái)提供了動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)試生物分 子間相互作用的技術(shù)，無需借助標(biāo)記物進(jìn)行分析，可以實(shí)時(shí)反映分子結(jié)合或解離過程中每一秒變化的情 況，能觀察兩種分子結(jié)合的特異性和強(qiáng)度，了解生物分子的結(jié)合過程共有多少個(gè)協(xié)同者和參與者，有助 于更真實(shí)的了解反應(yīng)生命現(xiàn)象發(fā)生的過程。
生物微流控系統(tǒng)平臺(tái)集成了光學(xué)顯微鏡、生物芯片、微流體泵、微流體流速控制、電阻抗分析及用 于圖像分析的電腦等。該系統(tǒng)平臺(tái)能夠完成細(xì)胞滾動(dòng)/粘附、細(xì)胞遷移、細(xì)胞分選、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤、 細(xì)胞數(shù)目統(tǒng)計(jì)分析等細(xì)胞分析及高通量細(xì)胞篩選分析。
生物微流控系統(tǒng)平臺(tái)在一定程度上可以看成是一個(gè)由多個(gè)不同的部件組合而成的系統(tǒng)平臺(tái)，該系統(tǒng) 平臺(tái)主要包括四大部分：進(jìn)樣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、生物芯片及分析系統(tǒng)。
進(jìn)樣系統(tǒng)
2 帶有傳感器和PID控制的注射泵
2 帶有傳感器和PID控制的蠕動(dòng)泵或氣動(dòng)泵
2 帶有傳感器和PID控制的壓力驅(qū)動(dòng)泵
2 電驅(qū)動(dòng)（電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)）
控制系統(tǒng)
2 流量計(jì)
2 流量平臺(tái)
2 其他測(cè)量微流體流速的儀器
生物芯片
生物芯片的主要材質(zhì)有：玻璃、硅、石英、聚合物（PDMS、PMMA）等。 根據(jù)研究目的的不 同，生物芯片通道表面需要做不同程度的處理，如親水或疏水處理、生物蛋白處理等。 此外，微流控芯 片依據(jù)不同的用途又可分為液滴產(chǎn)生芯片、流速細(xì)胞芯片、微混合器芯片、微反應(yīng)器芯片、電阻抗譜芯 片等。對(duì)于某些特殊需求的芯片，如3D芯片通道、彎曲芯片通道、大寬度的芯片溝道等，均可實(shí)現(xiàn)定制 需求。
分析系統(tǒng)
電學(xué)分析
2 電化學(xué)阻抗分析——單細(xì)胞測(cè)量和計(jì)數(shù)
2 流體連接芯片夾具
光學(xué)分析
2 體視顯微鏡或熒光顯微鏡——蔡司、尼康、徠卡、奧林巴斯。
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分子篩合成遇天花板 縮短差距需另辟蹊徑
中國科學(xué)院院士、國際沸石分子篩協(xié)會(huì)副主席何鳴元稱之為納米級(jí)的“微反應(yīng)器”。作為重要的催化材料，它廣泛應(yīng)用于石油化工過程中的離子交換、吸附分離和催化等，“在現(xiàn)代石化工業(yè)中具有不可替代性”。
自主化成功前后，價(jià)格兩重天
納米級(jí)別，決定了這是一件精密制造、極限制造范疇的事情。對(duì)分子篩結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)不容易，按意愿人工合成分子篩更是難上加難。
完全認(rèn)清分子篩結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的微妙機(jī)理;在此基礎(chǔ)上，想要什么樣的分子篩就合成出什么樣的分子篩，“這一點(diǎn)，現(xiàn)在還沒有人能做到。”何鳴元表示。但畢竟，埃克森美孚、雪佛龍們起步更早，比我們認(rèn)識(shí)得更清、更深，創(chuàng)新能力更強(qiáng)。
作為石化領(lǐng)域里能帶來技術(shù)革命的核心材料，分子篩從其用于石化過程的第一天起便受到了國際石油化工巨頭的青睞。埃克森美孚、雪佛龍們從上世紀(jì)70年代起就投入大量的資源，布局新結(jié)構(gòu)分子篩的創(chuàng)制及工業(yè)應(yīng)用研究。一旦實(shí)驗(yàn)室合成出新結(jié)構(gòu)分子篩，他們馬上就向IZA提交結(jié)構(gòu)代碼的申請(qǐng)，獲得身份標(biāo)簽;如果該分子篩的應(yīng)用性非常強(qiáng)，他們就會(huì)在包括中國在內(nèi)的眾多國家申請(qǐng)專利，保護(hù)以該分子篩為核心的一系列石化技術(shù)。如果他們獲得授權(quán)，要想使用這些技術(shù)，我們就要支付巨額的專利費(fèi)用。
楊為民舉了這樣一個(gè)自主化成功前后外方要價(jià)兩重天的例子：乙苯的合成，過去使用液體酸，腐蝕污染非常大;跨國公司開發(fā)了ZSM-5分子篩催化劑為核心的成套技術(shù)，上世紀(jì)90年代初以很高價(jià)格賣給我們，形成技術(shù)壟斷。為打破壟斷，我們開發(fā)制乙苯新技術(shù)，盡管我們用的還是ZSM-5分子篩，但將其作為活性組分制備出性能優(yōu)異的自主化催化劑，價(jià)格僅為外方的一半，第一代產(chǎn)品剛推出時(shí)，“他們立刻做出同步降價(jià)反應(yīng)”;后來我們研發(fā)第二代催化劑，價(jià)格進(jìn)一步降低，這時(shí)，他們就無法在中國市場(chǎng)繼續(xù)做下去了。“我們的目標(biāo)就是要用更有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品打破壟斷，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)大發(fā)展。”
展開 Nano Letters：法蘭西公學(xué)院應(yīng)用液體電化學(xué)技術(shù)在電鏡原位研究Na-O2電池中NaO2形成機(jī)
微電池是兩個(gè)由氟橡膠O-型墊密封的硅芯片構(gòu)成，上芯片包括兩個(gè)Pt電極，一個(gè)玻碳電極，500 nm厚的SU-8聚合物絕緣層，50 nm厚的Si3N4窗口；下芯片包括500 nm絕緣層，50 nm Si3N4窗口。3. 用帶螺絲的不銹鋼片將裝好的芯片壓在O-型墊上以維持密封效果。4. 將此微反應(yīng)器固定在樣品桿頂端，采用蠕動(dòng)泵通入流速為0.5-5 μL/min的電解液；在通入電解液之前一定要用超純氬氣沖洗微電池及管路。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1 Protochips液體樣品桿及NaO2生長-氧化機(jī)理示意圖
(a) 用于原位電化學(xué)測(cè)試的（Protochips公司）頂端示意圖；(b-c) 芯片展示圖；(d) 芯片的剖面圖；(e)充放電過程中NaO2生長-氧化機(jī)理圖。
要點(diǎn)：利用Protochips公司產(chǎn)的Poseidon 510透射液體原位樣品桿揭示了Na-O2電池中NaO2生長-氧化機(jī)理。
圖2 NaO2顯微結(jié)構(gòu)圖
(a-b) Swagelok電池得到的NaO2 SEM圖；(c-d) TEM微電池得到的NaO2 TEM圖；(e-f) TEM微電池得到的NaO2 HAADF-STEM圖。
要點(diǎn)：Swagelok電池（a-b）與TEM原位微電池（c-f）得到NaO2產(chǎn)物結(jié)構(gòu)比較。結(jié)果顯示，兩種方法得到的NaO2產(chǎn)物結(jié)構(gòu)類似，證明Poseidon 510透射液體原位樣品桿能為電池提供工作的真實(shí)環(huán)境。
展開 流動(dòng)化學(xué)｜助劑對(duì)糠醛加氫制糠醇銅基催化劑的影響
微通道反應(yīng)器內(nèi)氯苯硝化反應(yīng)研究[J]. 精細(xì)化工,2010,27(1):97-100.
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玻璃3D打印技術(shù)
△麻省理工學(xué)院3D打印玻璃的視頻演示
Nanoscribe
Nanoscribe在2021年6月30日推出了首個(gè)用于熔融石英玻璃微結(jié)構(gòu)的3D微加工商用高精度增材制造工藝和材料——Glass Printing Explorer Set。新型光樹脂GP-Silica是Glass Printing Explorer Set的核心，與Glassomer聯(lián)合研究開發(fā)。據(jù)說這是目前唯一一種用于熔融石英玻璃微細(xì)加工的光樹脂，因?yàn)楦吖鈱W(xué)透明度以及出色的熱、機(jī)械和化學(xué)性能脫穎而出，為探索生命科學(xué)、微流體、微光學(xué)、材料工程和其他微技術(shù)領(lǐng)域的新應(yīng)用開辟了機(jī)會(huì)。
△3D打印玻璃微結(jié)構(gòu)
Glass Printing Explorer Set能夠高精度3D打印，并且具有耐高溫性、機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性以及光學(xué)透明度。熔融石英玻璃的雙光子聚合 (2PP) 技術(shù)展現(xiàn)了玻璃產(chǎn)品的卓越性能，推動(dòng)了對(duì)生命科學(xué)、微流體、微光學(xué)和其他領(lǐng)域的探索。瑞士弗里堡工程與建筑學(xué)院助理教授兼圖形打印系主任Nicolas Muller稱，GP-Silica研究制造復(fù)雜微流體系統(tǒng)方面具有巨大潛力，盡管所需的熱后處理要求很高。
新型光樹脂GP-Silica為雙光子聚合的3D微加工建立了新的材料類別，材料由室溫成型玻璃專家Glassomer GmbH合作開發(fā)。是一種利用無機(jī)打印材料（二氧化硅納米粒子）分散在光固化粘合劑基質(zhì)中的復(fù)合材料，具有二氧化硅玻璃的突出特性，如機(jī)械、熱和化學(xué)穩(wěn)定性高，這使具有光滑光學(xué)表面的玻璃微結(jié)構(gòu)3D打印成為可能。由于光學(xué)傳輸窗口從紫外區(qū)延伸到紅外區(qū)，這種新材料也適用于生命科學(xué)、微流體、微反應(yīng)器或微光學(xué)領(lǐng)域的成像應(yīng)用。
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