Daalụ maka ịga leta Nature.com. Ụdị ihe nchọgharị ị na-eji nwere nkwado dị nta maka CSS. Maka ahụmịhe kachasị mma, anyị na-akwado ka ị jiri ihe nchọgharị emelitere (ma ọ bụ gbanyụọ ọnọdụ ndakọrịta na Internet Explorer). Ka ọ dị ugbu a, iji hụ na nkwado na-aga n'ihu, anyị ga-egosi saịtị ahụ na-enweghị ụdị na JavaScript.
Mmepụta ihe mgbakwunye na-agbanwe ụzọ ndị nchọpụta na ndị ọrụ mmepụta ihe si emepụta ma na-emepụta ngwaọrụ kemịkalụ iji mezuo mkpa ha kpọmkwem. N'ọrụ a, anyị na-akọ akụkọ ihe atụ mbụ nke ihe nrụpụta mmiri nke usoro nhazi mpempe akwụkwọ ígwè siri ike nke Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM) mepụtara yana akụkụ catalytic ejikọtara kpọmkwem na ihe mmetụta. Ọ bụghị naanị na teknụzụ UAM na-emeri ọtụtụ mmachi ndị metụtara mmepụta ihe mgbakwunye nke ihe nrụpụta kemịkalụ, kamakwa ọ na-eme ka ikike nke ngwaọrụ ndị dị otú ahụ dịkwuo elu nke ukwuu. Usoro nke ihe mejupụtara 1,2,3-triazole dị mkpa nke 1,4-desubstituted 1,4-desubstituted 1,2,3-triazole mepụtara nke ọma site na mmeghachi omume cycloaddition nke Cu-mediated site na iji ntọala kemịkalụ UAM. Site na iji ihe pụrụ iche nke UAM na nhazi mmiri na-aga n'ihu, ngwaọrụ ahụ nwere ike ịkwalite mmeghachi omume na-aga n'ihu ma na-enyekwa nzaghachi oge maka nlekota na nhazi mmeghachi omume.
N'ihi uru dị ukwuu o nwere karịa nke ya na nnukwu ihe, kemistri flow bụ ebe dị mkpa ma na-eto eto ma n'ụlọ akwụkwọ ma n'ụlọ ọrụ mmepụta ihe n'ihi ikike ya ime ka nhọrọ na arụmọrụ nke mmepụta kemịkalụ dịkwuo mma. Nke a na-agbasa site na nhazi molekul organic dị mfe1 ruo na ngwakọta ọgwụ2,3 na ngwaahịa eke4,5,6. Ihe karịrị 50% nke mmeghachi omume na ụlọ ọrụ kemịkalụ na ọgwụ dị mma nwere ike irite uru site na iji nhazi flow na-aga n'ihu7.
N'afọ ndị na-adịbeghị anya, e nwere ọtụtụ ndị na-achọ iji ihe ndị a na-eme iji dochie ihe ndị a na-eme n'ime iko ma ọ bụ ... ka ọ dị mfe. 8. Nhazi ugboro ugboro, mmepụta ngwa ngwa, na ikike nke usoro ndị a dị n'ime iko ma ọ bụ ihe ndị a na-eme n'ime iko ma ọ bụ ihe ndị a na-eme n'ime iko ma ọ bụ ihe ndị a na-eme n'ime iko ma ọ bụ ihe ndị a na-eme n'ime iko ma ọ bụ ihe ndị a na-eme n'ime iko ma ọ bụ ihe ndị a na-eme n'ime iko ma ọ bụ ihe ndị a na-eme
N'ihi mmụba nke ojiji nke kemistri mmiri na ihe ndị dị mma metụtara AM, ọ dị mkpa inyocha usoro ndị ka elu nke na-enyere ndị ọrụ aka ịmepụta arịa mmeghachi omume mmiri nwere ikike kemịkalụ na nyocha ka mma. Usoro ndị a kwesịrị inyere ndị ọrụ aka ịhọrọ site na ọtụtụ ihe siri ike ma ọ bụ ihe bara uru nke nwere ike ijikwa ọtụtụ ọnọdụ mmeghachi omume, yana ime ka ụdị mmepụta nyocha dị iche iche sitere na ngwaọrụ ahụ kwe omume maka nlekota na njikwa mmeghachi omume.
Otu usoro mmepụta ihe mgbakwunye nke nwere ike ịmepụta ihe nrụpụta kemịkalụ ahaziri ahazi bụ Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM). Usoro a na-eji nwayọ nwayọ na-etinye oscillations ultrasonic na foil metal dị gịrịgịrị iji jikọta ha ọnụ site na oyi akwa na obere okpomọọkụ buru ibu na oke mmiri plastik 21, 22, 23. N'adịghị ka ọtụtụ teknụzụ AM ndị ọzọ, enwere ike ijikọ UAM ozugbo na nrụpụta ihe na-ebelata, nke a maara dị ka usoro nrụpụta ngwakọ, ebe igwekota ọnụọgụgụ kọmputa oge niile (CNC) ma ọ bụ igwe laser na-akọwa ụdị net nke oyi akwa nke ihe ejikọtara 24, 25. Nke a pụtara na onye ọrụ anaghị ejedebe site na nsogbu ndị metụtara iwepụ ihe ndị fọdụrụ na obere ọwa mmiri, nke na-abụkarị ihe gbasara ntụ ntụ na sistemụ AM mmiri mmiri26, 27, 28. Nnwere onwe imewe a na-agbasakwa na nhọrọ ihe dị - UAM nwere ike ijikọ ngwakọta ihe yiri okpomọkụ na nke dị iche na otu usoro usoro. Nhọrọ nke ngwakọta ihe karịrị usoro agbaze pụtara na enwere ike izute mkpa igwe na kemịkal nke ngwa ụfọdụ. Na mgbakwunye na njikọ siri ike, ihe ọzọ na-eme A na-ahụta n'oge njikọta ultrasonic bụ mmụba dị elu nke ihe plastik na okpomọkụ dị ala29,30,31,32,33. Njirimara pụrụ iche a nke UAM nwere ike ime ka itinye ihe mekaniki/ọkụ dị n'etiti akwa ígwè na-enweghị mmebi. Ihe mmetụta agbakwunyere UAM nwere ike ime ka nnyefe ozi oge site na ngwaọrụ ahụ gaa na onye ọrụ site na nyocha agbakwunyere.
Ọrụ ndị dere akwụkwọ gara aga32 gosiri ikike nke usoro UAM iji mepụta usoro microfluidic 3D metallic nwere ikike mmetụta agbakwunyere. Nke a bụ naanị ngwaọrụ nlekota. Akwụkwọ a na-egosi ihe atụ mbụ nke ihe nrụpụta kemịkalụ microfluidic nke UAM mepụtara; ngwaọrụ na-arụ ọrụ nke na-abụghị naanị nlekota kamakwa na-akpali mmepụta kemịkalụ site na ihe ndị na-akpali akpali jikọtara ọnụ. Ngwaọrụ a na-ejikọta ọtụtụ uru metụtara teknụzụ UAM na mmepụta ngwaọrụ kemịkalụ 3D, dịka: ikike ịtụgharị imewe 3D zuru oke ozugbo site na ụdị nhazi kọmputa (CAD) ka ọ bụrụ ngwaahịa; mmepụta ihe dị iche iche iji jikọta ike okpomọkụ dị elu na ihe ndị na-akpali akpali; na itinye ihe mmetụta okpomọkụ ozugbo n'etiti iyi reagent maka nlekota okpomọkụ mmeghachi omume ziri ezi na njikwa. Iji gosipụta ọrụ nke ihe nrụpụta ahụ, e mepụtara ọbá akwụkwọ nke ngwakọta ọgwụ 1,2,3-triazole 1,4-desubstituted site na Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition nke copper-catalyzed. Ọrụ a na-egosipụta otu ojiji nke sayensị ihe na imewe kọmputa nwere ike isi mepee ohere na ohere ọhụrụ maka kemistri site na nyocha ọtụtụ usoro.
E si Sigma-Aldrich, Alfa Aesar, TCI ma ọ bụ Fischer Scientific zụta ihe mgbaze na ihe ndị na-eme ka ihe dị nro na ihe ndị na-eme ka ihe dị nro niile dị, e jikwa ha mee ihe n'enweghị nhicha mbụ. E ji 1H na 13C NMR spectra e dekọrọ na 400 MHz na 100 MHz, n'otu n'otu, nweta spectrometer JEOL ECS-400 400 MHz ma ọ bụ spectrometer Bruker Avance II 400 MHz na CDCl3 ma ọ bụ (CD3)2SO dị ka ihe mgbaze. E ji ikpo okwu kemistri Uniqsis FlowSyn flow mee mmeghachi omume niile.
E jiri UAM rụpụta ngwaọrụ niile dị na ọmụmụ ihe a. E mepụtara teknụzụ a na 1999, a pụkwara ịmụ nkọwa teknụzụ ya, paramita ọrụ na mmepe kemgbe ihe mepụtara ya site na ihe ndị a ebipụtara34,35,36,37. E jiri sistemụ SonicLayer 4000® UAM (Fabrisonic, OH, USA) mee ihe ngwaọrụ ahụ (Foto 1). Ihe ndị a họọrọ maka imepụta ngwaọrụ mmiri bụ Cu-110 na Al 6061. Cu-110 nwere nnukwu ọdịnaya ọla kọpa (opekempe 99.9% ọla kọpa), na-eme ka ọ bụrụ ezigbo onye ga-eme ka mmeghachi omume ọla kọpa na-akpalite, ya mere a na-eji ya dị ka "akwa na-arụ ọrụ n'ime obere ihe na-eme ihe. A na-eji Al 6061 O dị ka ihe "nnukwu", yana oyi akwa e ji eme ihe maka nyocha; itinye ihe mgbakwunye alloy na ọnọdụ annealed jikọtara ya na oyi akwa Cu-110. Al 6061 O bụ ihe egosiri na ọ dabara nke ọma na UAM Usoro38, 39, 40, 41, anwalela ma chọpụta na ọ kwụsiri ike na kemịkalụ na ihe ndị e ji mee ihe n'ọrụ a. A na-ewerekwa njikọta nke Al 6061 O na Cu-110 dị ka ngwakọta ihe dakọtara maka UAM, ya mere ọ bụ ihe kwesịrị ekwesị maka ọmụmụ ihe a. 38,42 E depụtara ngwaọrụ ndị a na Tebụl 1 n'okpuru.
Usoro mmepụta ihe nke reaktọ (1) Al 6061 substrate (2) Mmepụta ọwa ala nke etinyere na foil ọla kọpa (3) Ịtinye thermocouples n'etiti oyi akwa (4) Ọwa elu (5) Ntinye na mwepụta (6) Ihe na-eme ka reaktọ monolithic dị.
Echiche imewe nke ụzọ mmiri mmiri bụ iji ụzọ gbagọrọ agbagọ mee ka anya mmiri na-aga n'ime mgbawa ahụ dịkwuo elu, ebe ị na-edebe mgbawa ahụ n'ogo a na-achịkwa. Mmụba a dị mkpa iji mee ka oge mmekọrịta catalyst/reagent dịkwuo elu ma nye mmepụta ngwaahịa dị mma. Iberibe ndị ahụ na-eji mgbagọ 90° na nsọtụ ụzọ kwụ ọtọ iji kpalite ngwakọta ọgba aghara n'ime ngwaọrụ ahụ44 ma mụbaa oge kọntaktị nke mmiri mmiri ahụ na elu (catalyst). Iji mee ka ngwakọta ahụ dịkwuo elu, imewe reactor nwere ntinye reagent abụọ ejikọtara na njikọ Y tupu ịbanye na ngalaba ngwakọta serpentine. Ntinye nke atọ, nke na-agafe iyi ahụ n'etiti ebe obibi ya, dị na nhazi nke njikọta mmeghachi omume multistep n'ọdịnihu.
Ọwa niile nwere profaịlụ square (enweghị akụkụ nhazi), nke sitere na igwe CNC oge eji emepụta geometry ọwa. A na-ahọrọ akụkụ ọwa ahụ iji hụ na mmepụta olu dị elu (maka microreactor), ebe ọ dị obere iji mee ka mmekọrịta elu (catalysts) dị mfe maka ọtụtụ mmiri mmiri dị na ya. Nha kwesịrị ekwesị dabere na ahụmịhe ndị edemede gara aga na ngwaọrụ metal-fluidic maka mmeghachi omume ahụ. Akụkụ dị n'ime nke ọwa ikpeazụ bụ 750 µm x 750 µm na mkpokọta olu reactor bụ 1 ml. A na-etinye njikọ agbakwunyere (1/4″—28 UNF eri) na imewe ahụ iji kwe ka njikọ dị mfe nke ngwaọrụ ahụ na akụrụngwa kemistri azụmaahịa. Nha ọwa ahụ nwere oke site na ọkpụrụkpụ nke ihe foil, njirimara igwe ya, na paramita njikọ ejiri na ultrasonics. Na obosara kpọmkwem maka ihe enyere, ihe ahụ ga-"ada" n'ime ọwa e kere. Ugbu a enweghị ụdị kpọmkwem maka ngụkọ a, yabụ a na-ekpebi obosara ọwa kachasị maka ihe na imewe enyere site na nnwale; n'okwu a, obosara nke 750 μm agaghị eme ka ọ daa.
A na-eji ihe e ji egbutu akụkụ anọ achọpụta ọdịdị (square) nke ọwa ahụ. Igwe CNC nwere ike ịgbanwe ọdịdị na nha nke ọwa ndị ahụ site na iji ngwaọrụ ịkpụ dị iche iche iji nweta ọnụego na njirimara dị iche iche. Enwere ike ịchọta ihe atụ nke ịmepụta ọwa ọdịdị gbagọrọ agbagọ site na iji ngwaọrụ 125 μm n'ọrụ nke Monaghan45. Mgbe etinyere oyi akwa foil n'ụdị planar, mkpuchi nke ihe foil n'elu ọwa ndị ahụ ga-enwe njedebe dị larịị (square). N'ọrụ a, iji nọgide na-enwe nhazi nke ọwa ahụ, ejiri usoro square.
N'oge nkwụsịtụ emebere na mmepụta, a na-etinye ihe nyocha okpomọkụ thermocouple (Ụdị K) kpọmkwem n'ime ngwaọrụ ahụ n'etiti otu ọwa elu na ala (Foto 1 - Nkebi nke 3). Ndị a na-ahụ maka thermocouples nwere ike inyocha mgbanwe okpomọkụ site na −200 ruo 1350 °C.
A na-eji mpi UAM eme ihe site na iji foil ígwè dị obosara nke 25.4 mm, nke dị obosara nke micron 150. A na-ejikọta oyi akwa foil ndị a n'ime usoro mpempe akwụkwọ dị n'akụkụ iji kpuchie mpaghara owuwu dum; nha nke ihe e tinyere na ya buru ibu karịa ngwaahịa ikpeazụ ka usoro mwepụ na-emepụta ọdịdị net ikpeazụ. A na-eji igwe CNC eme ihe iji igwepụta ihe dị n'èzí na nke dị n'ime nke akụrụngwa ahụ, na-eme ka njedebe elu nke akụrụngwa na ọwa hà nhata ngwaọrụ ahọpụtara na paramita usoro CNC (ihe dị ka 1.6 μm Ra na ihe atụ a). A na-eji usoro ntinye ihe ultrasonic na igwe na-aga n'ihu, na-aga n'ihu, na-aga n'ihu, na-aga n'ihu, a na-ejikwa usoro nrụpụta ngwaọrụ ahụ iji hụ na a na-edobe izi ezi nha na akụkụ emechara ga-ezute ọkwa izi ezi nke CNC. Obosara ọwa ejiri maka ngwaọrụ a dị obere iji hụ na ihe foil ahụ anaghị "ada" n'ime ọwa mmiri, yabụ ọwa ahụ na-ejigide akụkụ square. E kpebiri oghere ndị nwere ike na ihe foil na paramita usoro UAM site na nnwale site n'aka onye mmekọ mmepụta (Fabrisonic LLC, USA).
Nnyocha egosila na obere mgbasa nke ihe na-eme na njikọ njikọ UAM 46, 47 na-enweghị ọgwụgwọ okpomọkụ ọzọ, yabụ maka ngwaọrụ ndị dị n'ọrụ a, oyi akwa Cu-110 ka dị iche na oyi akwa Al 6061 ma na-agbanwe ozugbo.
Wụnye ihe na-achịkwa nrụgide azụ nke 250 psi (1724 kPa) (BPR) nke a na-ahazi nke ọma na mpụga nke ihe na-eme ihe ahụ ma gbapụta mmiri site na ihe na-eme ihe ahụ na ọnụego nke 0.1 ruo 1 mL min-1. Ejiri ihe mmetụta nrụgide sistemụ FlowSyn arụnyere n'ime ya nyochaa nrụgide ihe na-eme ihe ahụ iji hụ na sistemụ ahụ nwere ike ịnọgide na-enwe nrụgide na-adịgide adịgide. A nwalere mgbanwe okpomọkụ nwere ike ịgafe ihe na-eme ihe ahụ site n'ịchọpụta ọdịiche ọ bụla dị n'etiti ihe na-eme ihe ahụ dị n'ime ihe na-eme ihe ahụ na ndị dị n'ime efere ọkụ FlowSyn. A na-enweta nke a site n'ịgbanwe okpomọkụ ọkụ a na-ahazi n'etiti 100 na 150 °C na mmụba 25 °C ma na-achọpụta ọdịiche ọ bụla dị n'etiti okpomọkụ a na-ahazi na nke e dekọrọ. Emere nke a site na iji ihe ndekọ data tc-08 (PicoTech, Cambridge, UK) na ngwanrọ PicoLog na-eso ya.
E mere ka ọnọdụ mmeghachi omume cycloaddition nke phenylacetylene na iodoethane ka mma (Usoro 1 - Cycloaddition nke phenylacetylene na iodoethane 1 - Cycloaddition nke phenylacetylene na iodoethane). Emere mmezi a site na nhazi zuru oke nke nnwale (DOE), na-eji usoro okpomọkụ na oge obibi dị ka paramita mgbanwe, ebe ọ na-edozi oke alkyne:azide na 1:2.
E kwadebere ngwọta dị iche iche nke sodium azide (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), iodoethane (0.25 M, DMF), na phenylacetylene (0.125 M, DMF). E gwakọtara otu 1.5 mL nke ngwọta ọ bụla ma gbapụ ya site na reactor na ọnụego mmiri achọrọ na okpomọkụ achọrọ. E were nzaghachi nlereanya ahụ dị ka oke mpaghara nke ngwaahịa triazole na ihe mmalite phenylacetylene ma chọpụta ya site na chromatography mmiri arụmọrụ dị elu (HPLC). Maka nkwekọ nke nyocha, a nwalere mmeghachi omume niile ozugbo ngwakọta mmeghachi omume ahụ hapụrụ reactor ahụ. E gosipụtara usoro paramita ahọpụtara maka njikarịcha na Tebụl 2.
E jiri sistemụ Chromaster HPLC (VWR, PA, USA) nyochaa ihe nlele niile nke nwere pump quaternary, oven kọlụm, ihe nchọpụta UV na-agbanwe agbanwe na autosampler. Kọlụm ahụ bụ nha nha 5 C18 (VWR, PA, USA), nha 4.6 × 100 mm, nha ihe 5 µm, nke edobere na 40 °C. Ihe mgbaze ahụ bụ mmiri isocratic 50:50 methanol: na ọnụego mmiri nke 1.5 mL.min-1. Olu ịgba ọgwụ ahụ bụ 5 µL na ogologo mmiri nchọpụta ahụ bụ 254 nm. A gbakọrọ mpaghara elu pasentị maka ihe nlele DOE site na mpaghara elu nke ngwaahịa alkyne na triazole fọdụrụnụ naanị. Ịgba ọgwụ nke ihe mmalite na-enye ohere ịchọpụta oke dị mkpa.
Ijikọta mmepụta nyocha ihe nrụpụta na ngwanrọ MODDE DOE (Umetrics, Malmö, Sweden) nyere ohere inyocha usoro nsonaazụ na mkpebi nke ọnọdụ mmeghachi omume kacha mma maka mgbakwunye a. Ịgba ọsọ ihe nrụpụta arụnyere n'ime na ịhọrọ usoro ihe nlereanya niile dị mkpa na-enye usoro ọnọdụ mmeghachi omume emebere iji mee ka mpaghara kachasị elu nke ngwaahịa dịkwuo elu ma na-ebelata mpaghara kachasị elu maka ihe mmalite acetylene.
E ji mmiri hydrogen peroxide (36%) na-agafe n'ime ụlọ mmeghachi omume (ọnụego mmiri = 0.4 mL min-1, oge obibi = 2.5 min) mee ka ọbá akwụkwọ triazole ọ bụla dị n'ime ụlọ mmeghachi omume catalytic ahụ sie ike.
Ozugbo achọpụtara ọnọdụ kacha mma, e tinyere ha na ọtụtụ ihe ndị sitere na acetylene na haloalkane iji kwe ka e nwee obere njikọta ọbá akwụkwọ, si otú a guzobe ikike itinye ọnọdụ ndị a na ọtụtụ ihe ndị nwere ike ime ka ihe ndị a dị n'ime ya (Foto 1).2).
Kwadebe ngwọta dị iche iche nke sodium azide (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), haloalkanes (0.25 M, DMF) na alkynes (0.125 M, DMF). A gwakọtara 3 mL nke ngwọta ọ bụla ma gbanye ya site na reactor na 75 µL.min-1 na 150 °C. A chịkọtara olu zuru oke n'ime karama ma gwakọta ya na 10 mL nke ethyl acetate. A sachara ihe nlele ahụ na 3 × 10 mL nke mmiri. A gwakọtara 10 mL nke ethyl acetate na oyi akwa mmiri; a gwakọtara 3 x 10 mL nke brine, saa ya na MgSO4 ma kpochaa ya, wee wepụ ihe mgbaze ahụ na vacuo. A sachara ihe nlele ahụ site na iji ethyl acetate kọlụm na gel silica tupu nyocha ya site na ngwakọta nke HPLC, 1H NMR, 13C NMR na spectrometry oke mkpebi (HR-MS).
E ji igwe spectrometa Thermofischer precision Orbitrap resolution mass spectrometer nke nwere ESI dị ka isi iyi ionization nweta spectra niile. E ji acetonitrile mee ihe nlele niile dị ka ihe mgbaze.
E mere nyocha TLC na efere silica nke aluminom kwadoro. E jiri ìhè UV (254 nm) ma ọ bụ ntụ ntụ vanillin na ikpo ọkụ hụ efere ndị ahụ.
E jiri sistemụ VWR Chromaster (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, UK) nke nwere ihe nlele akpaka, ọkpọkọ oven binary na ihe nchọpụta ogologo oge otu. Kọlụm ejiri mee ihe bụ ACE Equivalence 5 C18 (150 × 4.6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, Scotland).
E tinyere ọgwụ ntụtụ (5 µL) ozugbo site na ngwakọta mmeghachi omume a gwakọtara agwakọta (1:10 dilution) ma jiri mmiri: methanol (50:50 ma ọ bụ 70:30) nyochaa ya, ewezuga ụfọdụ ihe nlele site na iji sistemụ ihe mgbaze 70:30 (nke a kpọrọ nọmba kpakpando) na ọnụego mmiri nke 1.5 mL/min. E debere kọlụm ahụ na 40 °C. Ogologo oge nchọpụta ahụ bụ 254 nm.
A gbakọrọ mpaghara elu nke ihe nlele ahụ site na mpaghara elu nke alkyne fọdụrụnụ, naanị ngwaahịa triazole, na ntụtụ nke ihe mmalite ahụ nyere ohere ịchọpụta oke dị mkpa.
E jiri Thermo iCAP 6000 ICP-OES nyochaa ihe nlele niile. E ji ihe ngwọta ọkọlọtọ 1000 ppm Cu na 2% nitric acid (SPEX Certi Prep) kwadebe ụkpụrụ nhazi niile. E ji ihe ngwọta 5% DMF na 2% HNO3 kwadebe ụkpụrụ niile, e wee gwakọta ihe nlele niile ugboro iri abụọ na ihe ngwọta DMF-HNO3.
UAM na-eji igwe ultrasonic agwakọta ígwè dị ka usoro njikọ maka ihe eji eme ihe eji wuo ihe owuwu ikpeazụ. Igwe Ultrasonic agwakọta ígwè na-eji ngwa ígwè na-ama jijiji (a na-akpọ mpi ma ọ bụ mpi ultrasonic) iji tinye nrụgide na oyi akwa foil/oyi akwa e jikọtara ọnụ mbụ ka a jikọta ya mgbe ọ na-ama jijiji ihe ahụ. Maka ọrụ na-aga n'ihu, sonotrode dị ka cylindrical ma na-atụgharị n'elu ihe ahụ, na-ejikọ mpaghara ahụ dum. Mgbe etinyere nrụgide na ịma jijiji, oxides dị n'elu ihe ahụ nwere ike ịgbawa. Nrụgide na ịma jijiji na-aga n'ihu nwere ike ime ka ihe ahụ daa 36. Mmekọrịta chiri anya na okpomọkụ na nrụgide nke mpaghara ahụ na-eduga na njikọ siri ike na njikọ ihe; ọ nwekwara ike inye aka ịrapara site na mgbanwe na ike elu48. Ọdịdị nke usoro njikọ na-emeri ọtụtụ nsogbu metụtara okpomọkụ agbaze agbanwe na mmetụta okpomọkụ dị elu nke a kpọtụrụ aha na usoro mmepụta mgbakwunye ndị ọzọ. Nke a na-enye ohere maka njikọ kpọmkwem (ya bụ, na-enweghị mgbanwe elu, ihe na-ejupụta ma ọ bụ ihe nrapado) nke ọtụtụ oyi akwa nke ihe dị iche iche n'ime otu nhazi jikọtara ọnụ.
Ihe nke abụọ dị mma maka UAM bụ oke mmiri plastik a na-ahụ n'ihe ndị e ji ígwè rụọ, ọbụlagodi n'okpomọkụ dị ala, ya bụ, n'okpuru ebe agbaze nke ihe ndị e ji ígwè rụọ. Nchikota nke oscillation ultrasonic na nrụgide na-akpali oke ibugharị ókèala ọka mpaghara na imegharị ihe na-enweghị nnukwu mmụba okpomọkụ nke ejikọtara ya na ihe ndị buru ibu. N'oge owuwu nke mgbakọ ikpeazụ, enwere ike iji ihe a mee ihe iji tinye ihe ndị na-arụ ọrụ na ndị na-agafe agafe n'etiti oyi akwa nke foil ígwè, oyi akwa site na oyi akwa. Ihe ndị dị ka eriri anya 49, reinforces 46, electronics 50, na thermocouples (ọrụ a) niile abanyela nke ọma n'ime usoro UAM iji mepụta mgbakọ ndị na-arụ ọrụ na ndị na-agafe agafe.
N'ọrụ a, ejirila ma njikọ ihe dị iche iche na ohere njikọta nke UAM iji mepụta microreactor kachasị mma maka nlekota okpomọkụ catalytic.
Ma e jiri ya tụnyere palladium (Pd) na ihe ndị ọzọ na-eme ka ígwè dị ọcha, Cu catalysis nwere ọtụtụ uru: (i) N'ihe gbasara akụnụba, Cu dị ọnụ ala karịa ọtụtụ ọla ndị ọzọ e ji eme ka a na-emepụta katalysis, ya mere ọ bụ nhọrọ mara mma maka ụlọ ọrụ nhazi kemịkalụ (ii) Oke mmeghachi omume njikọ cross-coupling nke Cu na-amụba ma yie ka ọ dabara na usoro dabere na Pd51,52,53 (iii) Mmeghachi omume Cu-catalyzed na-arụ ọrụ nke ọma na-enweghị ligands ndị ọzọ. Njikọ ndị a na-adịkarị mfe n'usoro ma dị ọnụ ala ma ọ bụrụ na achọrọ ya, ebe ndị e ji mee ihe na kemistri Pd na-abụkarị ihe mgbagwoju anya, dị oke ọnụ, ma na-emetụta ikuku (iv) Cu, nke a maara nke ọma maka ikike ya ijikọta alkynes na njikọ, Dịka ọmụmaatụ, njikọ Sonogashira nke bimetallic na cycloaddition na azides (click kemistri) (v)Cu nwekwara ike ịkwalite arylation nke ọtụtụ nucleophiles na mmeghachi omume ụdị Ullmann.
E gosipụtara ihe atụ nke mgbanwe nke mmeghachi omume ndị a niile n'oge na-adịbeghị anya n'ihu Cu(0). Nke a bụ n'ihi ụlọ ọrụ ọgwụ na mmụba nke nlebara anya na mgbake na imegharị ihe na-akpali ígwè55,56.
Huisgen malitere ya na afọ 1960, a na-ewere mmeghachi omume cycloaddition nke 1,3-dipolar dị n'etiti acetylene na azide na 1,2,3-triazole dị ka mmeghachi omume ngosipụta synergistic. Akụkụ triazole 1,2,3 sitere na ya nwere mmasị pụrụ iche dị ka ọgwụ n'ọhịa nke nchọpụta ọgwụ n'ihi ojiji ha na ojiji ha na ọgwụ dị iche iche 58.
Mmeghachi omume a batara ọzọ mgbe Sharpless na ndị ọzọ webatara echiche nke "kemistri pịa"59. A na-eji okwu ahụ bụ "kemistri pịa" akọwa usoro mmeghachi omume siri ike, a pụrụ ịtụkwasị obi na nke a họọrọ maka njikọta ngwa ngwa nke ihe ndị mejupụtara ọhụrụ na ọbá akwụkwọ njikọta site na njikọ heteroatom (CXC)60 Mmasị nke mmeghachi omume ndị a sitere na mmepụta dị elu ha jikọtara ya, ọnọdụ mmeghachi omume dị mfe, ikuku oxygen na mmiri na-eguzogide, na nkewa ngwaahịa dị mfe61.
Ngụkọta Huisgen 1,3-dipole nke oge ochie abụghị nke "kemistri pịa". Agbanyeghị, Medal na Sharpless gosiri na ihe omume njikọ azide-alkyne a na-agafe 107 ruo 108 n'ihu Cu(I) ma e jiri ya tụnyere ọsọ ọsọ cycloaddition 62,63 dị mkpa nke a na-anaghị akpata catalyzed 1,3-dipolar. Usoro mmeghachi omume a ka mma anaghị achọ ichebe otu ma ọ bụ ọnọdụ mmeghachi omume siri ike ma na-enye ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ mgbanwe zuru oke na nhọrọ na 1,4-desubstituted 1,2,3-triazole (anti-1,2,3-triazole) na nhazi oge (Foto 3).
Nsonaazụ isometric nke Huisgen cycloadditions ọdịnala na nke ọla kọpa. Huisgen cycloadditions Cu(I)-catalyzed na-emepụta naanị 1,4-desubstituted 1,2,3-triazoles, ebe Huisgen cycloadditions nke a na-akpali site na okpomọkụ na-emepụtakarị ngwakọta stereoisomers nke azoles 1,4- na 1,5-triazoles 1:1.
Ọtụtụ usoro gụnyere mbelata nke isi mmalite Cu(II) kwụsiri ike, dịka mbelata nke ụdị CuSO4 ma ọ bụ Cu(II)/Cu(0) njikọta na nnu sodium. Ma e jiri ya tụnyere mmeghachi omume ndị ọzọ e ji ígwè mee, ojiji nke Cu(I) nwere uru ndị bụ isi nke ịdị ọnụ ala na mfe ijikwa.
Ọmụmụ ihe gbasara Kinetic na isotopic nke Worrell et al. 65 mere gosiri na, n'ihe gbasara alkynes njedebe, ihe abụọ yiri ọla kọpa na-etinye aka na ime ka mmeghachi omume nke molekul ọ bụla gaa na azide. Usoro a tụrụ aro na-aga site na mgbanaka ọla kọpa nwere akụkụ isii nke e guzobere site na nhazi nke azide na acetylide ọla kọpa σ jikọtara ya na ọla kọpa π jikọtara dị ka ligand onye na-enye onyinye kwụsiri ike. A na-emepụta ihe ndị sitere na ọla kọpa Triazolyl site na mbelata mgbanaka, na-esote mmebi proton iji nye ngwaahịa triazole ma mechie okirikiri catalytic.
Ọ bụ ezie na e dekọrọ nke ọma uru nke ngwaọrụ kemistri mmiri, enwere ọchịchọ itinye ngwaọrụ nyocha na sistemụ ndị a maka nlekota usoro dị n'ịntanetị, n'ime ọnọdụ,66,67. UAM gosipụtara na ọ bụ ụzọ kwesịrị ekwesị maka imepụta na imepụta ihe ndị na-eme ka mmiri 3D dị mgbagwoju anya nke ejiri ihe ndị na-eme ka ihe na-arụ ọrụ nke ọma, nke na-eduzi okpomọkụ, yana ihe ndị na-eme ka ihe dị n'ime ya dị kpọmkwem (Foto 4).
Ihe na-eme ka ihe na-eme ka aluminom na ọla kọpa rụọ ọrụ nke e ji ihe mgbakwunye ultrasonic (UAM) mepụta, nke nwere usoro ọwa dị n'ime dị mgbagwoju anya, thermocouples agbakwunyere na catalytic reaction chamber. Iji hụ ụzọ mmiri dị n'ime, a na-egosikwa ihe nlereanya doro anya e ji stereolithography mepụta.
Iji hụ na e mepụtara reaktọ ahụ maka mmeghachi omume organic n'ọdịnihu, a ga-ekpo ọkụ ihe mgbaze n'enweghị nsogbu n'elu ebe esi mmiri; a na-anwale ha nrụgide na okpomọkụ. Nnwale nrụgide ahụ gosiri na sistemụ ahụ na-ejigide nrụgide kwụsiri ike ma na-adịgide adịgide ọbụlagodi na nrụgide sistemụ mụbara (1.7 MPa). E mere nnwale hydrostatic na okpomọkụ ụlọ site na iji H2O dị ka mmiri mmiri.
Ijikọ thermocouple agbakwunyere (Foto 1) na onye na-edekọ data okpomọkụ gosiri na thermocouple ahụ dị 6 °C (± 1 °C) oyi karịa okpomọkụ etinyere na sistemụ FlowSyn. N'ọtụtụ oge, mmụba okpomọkụ 10 °C na-eme ka ọnụego mmeghachi omume okpukpu abụọ, yabụ ọdịiche okpomọkụ nke naanị ogo ole na ole nwere ike ịgbanwe ọnụego mmeghachi omume nke ukwuu. Ọdịiche a bụ n'ihi mfu okpomọkụ n'ime ahụ reactor n'ihi nnukwu mgbasa okpomọkụ nke ihe eji eme ihe na usoro nrụpụta. Ndagharị okpomọkụ a na-agbanwe agbanwe ma enwere ike ịtụle ya na ntọala akụrụngwa iji hụ na erutela ma tụọ okpomọkụ ziri ezi n'oge mmeghachi omume ahụ. Ya mere, ngwaọrụ nlekota ntanetị a na-eme ka njikwa okpomọkụ mmeghachi omume sie ike ma na-eme ka nhazi usoro ziri ezi na mmepe nke ọnọdụ kacha mma dịkwuo mfe. Enwere ike iji sensọ ndị a chọpụta exotherms mmeghachi omume ma gbochie mmeghachi omume na-agba ọsọ na sistemụ buru ibu.
Ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe dị n'ime ihe dị n'ime ihe a bụ ihe atụ mbụ nke iji teknụzụ UAM eme ihe n'ịmepụta ihe ndị na-eme ka ihe na-eme ka ihe dị n'ime ihe dị n'ime ihe ndị a, ma na-edozi ọtụtụ ihe mgbochi dị mkpa nke metụtara mbipụta AM/3D nke ngwaọrụ ndị a, dịka: (i) imeri nsogbu ndị a kọrọ gbasara nhazi ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe dị n'ime ihe dị n'ime ihe dị n'ime ihe dị n'ime ihe ndị a na-akpọ "copper" ma ọ bụ "aluminum alloy" (ii) imeziwanye mkpebi ọwa dị n'ime ma e jiri ya tụnyere usoro ntụ ntụ (PBF) dịka nhọrọ ịgbaze ihe na laser (SLM)25,69 Ọkwa mmiri na-adịghị mma na udidi elu siri ike26 (iii) Mbelata okpomọkụ nhazi, nke na-eme ka njikọ kpọmkwem nke ihe mmetụta dị mfe, nke na-agaghị ekwe omume na teknụzụ ihe na-eme ka ihe dị n'ime ihe dị n'ime ihe dị n'ime ihe ndị a na-emepụta, (v) merie ihe ndị na-adịghị mma na mmetụta nke ihe ndị e ji ígwè rụọ na polymer na ọtụtụ ihe ndị na-eme ka ihe dị n'ime ihe dị n'ime ihe ndị a na-emepụta ka ọ ...
E gosipụtara ọrụ nke ihe na-eme ihe na-eme ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe ghara ịdị irè nke ukwuu (Foto 2). E tinyere ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe dị n'ime ...
(N'elu aka ekpe) Usoro nhazi nke ejiri tinye ihe nrụpụta 3DP n'ime sistemụ mmiri (n'elu aka nri) nke enwetara na atụmatụ kachasị mma (ala) nke atụmatụ Huisgen cycloaddition 57 dị n'etiti phenylacetylene na iodoethane maka njikarịcha na igosi paramita kachasị mma ọnụego mgbanwe mmeghachi omume.
Site n'ịchịkwa oge obibi nke ihe ndị na-eme ihe n'akụkụ ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe na-eme ka ihe dị n'ime ...
Dabere na akwụkwọ ndị na-egosi na ọla kọpa (I) oxide (Cu2O) nwere ike ịrụ ọrụ dị ka ụdị catalytic dị irè na elu ọla kọpa efu na mmeghachi omume ndị a, a nyochachara ikike nke ime ka elu reactor ahụ dị oxidize tupu emee mmeghachi omume ahụ na mmiri 70,71. Emechara mee mmeghachi omume dị n'etiti phenylacetylene na iodoethane ọzọ n'okpuru ọnọdụ kacha mma ma tụnyere ihe ndị a na-enweta. A hụrụ na nkwadebe a butere mmụba dị ukwuu na mgbanwe nke ihe mmalite, nke a gbakọrọ na ọ dị >99%. Agbanyeghị, nlekota site na HPLC gosiri na mgbanwe a belatara oge mmeghachi omume dị ogologo nke ukwuu ruo ihe dị ka nkeji 90, ebe ọrụ ahụ yiri ka ọ dị larịị ma ruo "ọnọdụ kwụsiri ike". Ihe a chọpụtara na-egosi na isi iyi nke ọrụ catalytic sitere na copper oxide elu kama ihe mkpuchi copper efu. A na-eme ka ígwè Cu dị mfe oxidize na okpomọkụ ụlọ iji mepụta CuO na Cu2O nke na-abụghị oyi akwa nchekwa onwe ya. Nke a na-ewepụ mkpa ọ dị itinye isi iyi copper (II) maka njikọta co-composition71.