Nature.com தளத்திற்கு வருகை தந்ததற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவியில் CSS ஆதரவு குறைவாக உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்தைப் பெற, மேம்படுத்தப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு (அல்லது இன்டர்நெட் எக்ஸ்ப்ளோரரில் இணக்கப் பயன்முறையை முடக்குமாறு) பரிந்துரைக்கிறோம். இதற்கிடையில், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்யும் வகையில், நாங்கள் இந்தத் தளத்தை ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் வழங்குவோம்.
ஒரே நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளைக் காட்டும் ஒரு சுழல் காட்சி. ஒரே நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளைக் கடந்து செல்ல, முந்தைய மற்றும் அடுத்த பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும், அல்லது இறுதியில் உள்ள ஸ்லைடர் பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும்.
சேர்க்கை உற்பத்தி முறையானது, ஆராய்ச்சியாளர்களும் தொழிலதிபர்களும் தங்களின் குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக வேதியியல் சாதனங்களை வடிவமைத்து உற்பத்தி செய்யும் முறையை மாற்றி வருகிறது. இந்தக் கட்டுரையில், நேரடியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட வினையூக்கிப் பாகங்கள் மற்றும் உணரும் கூறுகளுடன் கூடிய ஒரு திட உலோகத் தகட்டை மீயொலி சேர்க்கை உற்பத்தி (UAM) மூலம் அடுக்கி உருவாக்கப்பட்ட ஒரு பாய்வு உலைக்கான முதல் உதாரணத்தை நாங்கள் தெரிவிக்கிறோம். UAM தொழில்நுட்பமானது, வேதியியல் உலைகளின் சேர்க்கை உற்பத்தியுடன் தற்போது தொடர்புடைய பல வரம்புகளைக் கடப்பது மட்டுமல்லாமல், அத்தகைய சாதனங்களின் திறன்களையும் பெரிதும் விரிவுபடுத்துகிறது. UAM வேதியியல் வசதியைப் பயன்படுத்தி, தாமிரத்தால் தூண்டப்பட்ட 1,3-இருமுனை ஹுய்ஸ்ஜென் வளையக்கூட்டு வினை மூலம், உயிரியல் ரீதியாக முக்கியமான பல 1,4-இருபதிலிடப்பட்ட 1,2,3-டிரையசோல் சேர்மங்கள் வெற்றிகரமாகத் தொகுக்கப்பட்டு மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன. UAM மற்றும் தொடர்ச்சியான பாய்வுச் செயலாக்கத்தின் தனித்துவமான பண்புகளைப் பயன்படுத்தி, இந்தச் சாதனம் நடந்துகொண்டிருக்கும் வினைகளை வினையூக்குவதோடு, வினைகளைக் கண்காணித்து மேம்படுத்துவதற்காக நிகழ்நேரப் பின்னூட்டத்தையும் வழங்குகிறது.
மொத்த வேதியியலைக் காட்டிலும் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டிருப்பதால், வேதியியல் தொகுப்பின் தேர்ந்தெடுப்புத்தன்மையையும் செயல்திறனையும் அதிகரிக்கும் திறனின் காரணமாக, பாய்வு வேதியியல் கல்வி மற்றும் தொழில்துறை அமைப்புகள் இரண்டிலும் ஒரு முக்கியமான மற்றும் வளர்ந்து வரும் துறையாக விளங்குகிறது. இது எளிய கரிம மூலக்கூறுகளின் உருவாக்கம்¹ முதல் மருந்துச் சேர்மங்கள்²,³ மற்றும் இயற்கை விளைபொருட்கள்⁴,⁵,⁶ வரை பரவியுள்ளது. நுண் வேதியியல் மற்றும் மருந்துத் தொழில்களில் 50%-க்கும் மேற்பட்ட வினைகள் தொடர்ச்சியான பாய்வு வேதியியலால் பயனடைய முடியும்⁷.
சமீபத்திய ஆண்டுகளில், பாரம்பரிய கண்ணாடிப் பொருட்கள் அல்லது பாய்வு வேதியியல் உபகரணங்களுக்குப் பதிலாக, மாற்றியமைக்கக்கூடிய வேதியியல் "வினைக்கலன்களை"8 பயன்படுத்த முற்படும் குழுக்களின் போக்கு அதிகரித்து வருகிறது. இந்த முறைகளின் தொடர் வடிவமைப்பு, விரைவான உற்பத்தி மற்றும் முப்பரிமாண (3D) திறன்கள், ஒரு குறிப்பிட்ட வினைகள், சாதனங்கள் அல்லது நிலைமைகளுக்கு ஏற்ப தங்கள் கருவிகளைத் தனிப்பயனாக்க விரும்புவோருக்குப் பயனுள்ளதாக இருக்கின்றன. இன்றுவரை, இந்த ஆய்வு ஸ்டீரியோலித்தோகிராபி (SL)9,10,11, ஃபியூஸ்டு டெபாசிஷன் மாடலிங் (FDM)8,12,13,14 மற்றும் இன்க்ஜெட் பிரிண்டிங்7,15, 16 போன்ற பாலிமர் அடிப்படையிலான 3D அச்சிடும் நுட்பங்களின் பயன்பாட்டில் பிரத்தியேகமாக கவனம் செலுத்தி வருகிறது. இத்தகைய கருவிகளின் நம்பகத்தன்மை இல்லாமை மற்றும் பரந்த அளவிலான வேதியியல் வினைகள்/பகுப்பாய்வுகளைச் செய்யும் திறன்17, 18, 19, 20 ஆகியவை இந்தத் துறையில் AM-இன் பரந்த பயன்பாட்டிற்கு ஒரு முக்கிய வரம்புக் காரணியாக உள்ளது17, 18, 19, 20.
பாய்வு வேதியியலின் அதிகரித்து வரும் பயன்பாடு மற்றும் AM உடன் தொடர்புடைய சாதகமான பண்புகள் காரணமாக, மேம்பட்ட வேதியியல் மற்றும் பகுப்பாய்வுத் திறன்களுடன் பாய்வு வினைக்கலன்களைத் தயாரிக்க பயனர்களை அனுமதிக்கும் சிறந்த நுட்பங்கள் ஆராயப்பட வேண்டும். இந்த முறைகள், பரந்த அளவிலான வினைச் சூழல்களில் செயல்படக்கூடிய, அதிக வலிமை அல்லது செயல்பாட்டுத் திறன் கொண்ட பல்வேறு வகையான பொருட்களிலிருந்து பயனர்கள் தேர்ந்தெடுக்க அனுமதிப்பதுடன், வினையைக் கண்காணிப்பதற்கும் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் ஏதுவாக, அந்தச் சாதனத்திலிருந்து பல்வேறு வகையான பகுப்பாய்வு வெளியீடுகளைப் பெறவும் வழிவகுக்க வேண்டும்.
தனிப்பயனாக்கப்பட்ட இரசாயன உலைகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு கூட்டு உற்பத்தி செயல்முறை மீயொலி கூட்டு உற்பத்தி (UAM) ஆகும். இந்த திட-நிலை தாள் லேமினேஷன் முறையானது, மெல்லிய உலோகத் தகடுகளில் மீயொலி அதிர்வுகளைப் பயன்படுத்தி, குறைந்தபட்ச கன அளவு வெப்பமாக்கல் மற்றும் அதிக அளவிலான நெகிழ்வுப் பாய்வு 21, 22, 23 உடன் அவற்றை அடுக்கு அடுக்காகப் பிணைக்கிறது. பெரும்பாலான பிற AM தொழில்நுட்பங்களைப் போலல்லாமல், UAM-ஐ கழித்தல் உற்பத்தியுடன் நேரடியாக ஒருங்கிணைக்க முடியும். இது ஒரு கலப்பின உற்பத்தி செயல்முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதில், குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் செய்யப்படும் இன்-சிட்டு எண் கட்டுப்பாட்டு (CNC) அரைத்தல் அல்லது லேசர் செயலாக்கம், பிணைக்கப்பட்ட பொருளின் அடுக்கின் நிகர வடிவத்தைத் தீர்மானிக்கிறது 24, 25. இதன் பொருள், தூள் மற்றும் திரவ அமைப்புகளின் AM-ல் அடிக்கடி நிகழும் சிறிய திரவக் குழாய்களிலிருந்து எஞ்சியிருக்கும் அசல் கட்டுமானப் பொருளை அகற்றுவதில் உள்ள சிக்கல்களுக்குப் பயனர் கட்டுப்படுவதில்லை 26, 27, 28. இந்த வடிவமைப்பு சுதந்திரம், கிடைக்கக்கூடிய பொருட்களின் தேர்வுக்கும் நீட்டிக்கப்படுகிறது – UAM ஒரே செயல்முறைப் படியில் வெப்பரீதியாக ஒத்த மற்றும் வேறுபட்ட பொருட்களின் கலவைகளைப் பிணைக்க முடியும். உருகுதல் செயல்முறைக்கு அப்பாற்பட்ட பொருள் கலவைகளின் தேர்வு, குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளின் இயந்திர மற்றும் வேதியியல் தேவைகளைச் சிறப்பாகப் பூர்த்தி செய்ய முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது. திடமான பிணைப்புடன் கூடுதலாக, மீயொலிப் பிணைப்பில் ஏற்படும் மற்றொரு நிகழ்வு, ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலையில் நெகிழிப் பொருட்களின் அதிக பாய்வுத்தன்மை ஆகும்²⁹,³⁰,³¹,³²,³³. UAM-இன் இந்தத் தனித்துவமான அம்சம், உலோக அடுக்குகளுக்கு இடையில் இயந்திர/வெப்பக் கூறுகளைச் சேதமின்றி வைக்க அனுமதிக்கிறது. உட்பொதிக்கப்பட்ட UAM சென்சார்கள், ஒருங்கிணைந்த பகுப்பாய்வுகள் மூலம் சாதனத்திலிருந்து பயனருக்கு நிகழ்நேரத் தகவல்களை வழங்குவதை எளிதாக்க முடியும்.
ஆசிரியர்களின் முந்தைய ஆய்வு32, உட்பொதிக்கப்பட்ட உணர்திறன் திறன்களுடன் கூடிய உலோக 3D நுண் பாய்மக் கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதில் UAM செயல்முறையின் திறனை நிரூபித்தது. இந்தச் சாதனம் கண்காணிப்பு நோக்கங்களுக்காக மட்டுமேயானது. இந்தக் கட்டுரை, UAM மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு நுண் பாய்ம வேதிவினை உலையின் முதல் உதாரணத்தை முன்வைக்கிறது; இது, கட்டமைப்பு ரீதியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட வினையூக்கிப் பொருட்களுடன் வேதித் தொகுப்பைக் கட்டுப்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், அதனைத் தூண்டவும் செய்யும் ஒரு செயல்திறன் மிக்க சாதனமாகும். இந்தச் சாதனம், 3D வேதிச் சாதனங்களின் உற்பத்தியில் UAM தொழில்நுட்பத்துடன் தொடர்புடைய பல நன்மைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது, அவையாவன: ஒரு முழுமையான 3D வடிவமைப்பை, கணினி உதவி வடிவமைப்பு (CAD) மாதிரியிலிருந்து நேரடியாக ஒரு பொருளாக மாற்றும் திறன்; உயர் வெப்பக் கடத்துத்திறன் மற்றும் வினையூக்கிப் பொருட்களின் கலவைக்கான பல-பொருள் உருவாக்கம்; அத்துடன், வினை வெப்பநிலையின் துல்லியமான கட்டுப்பாடு மற்றும் மேலாண்மைக்காக, வினைபடு பொருள் ஓட்டங்களுக்கு இடையில் நேரடியாக உட்பொதிக்கப்பட்ட வெப்ப உணர்விகள். உலையின் செயல்பாட்டை நிரூபிக்க, மருந்தியல் ரீதியாக முக்கியமான 1,4-இருபதிலிடப்பட்ட 1,2,3-டிரையசோல் சேர்மங்களின் ஒரு தொகுப்பு, தாமிரத்தால் வினையூக்கப்பட்ட 1,3-இருமுனை ஹுய்ஸ்கன் வளையக்கூட்டு வினை மூலம் தொகுக்கப்பட்டது. பொருளியல் அறிவியல் மற்றும் கணினி வழி வடிவமைப்பு ஆகியவற்றின் பயன்பாடு, பல்துறை ஆராய்ச்சியின் மூலம் வேதியியலுக்கு எவ்வாறு புதிய சாத்தியக்கூறுகளையும் வாய்ப்புகளையும் திறந்துவிட முடியும் என்பதை இந்த ஆய்வு எடுத்துக்காட்டுகிறது.
அனைத்து கரைப்பான்கள் மற்றும் வினைப்பொருட்கள் சிக்மா-ஆல்ட்ரிச், ஆல்ஃபா ஏசர், TCI, அல்லது ஃபிஷர் சயின்டிஃபிக் நிறுவனங்களிடமிருந்து வாங்கப்பட்டு, முன் சுத்திகரிப்பு இன்றி பயன்படுத்தப்பட்டன. முறையே 400 மற்றும் 100 MHz-இல் பதிவுசெய்யப்பட்ட 1H மற்றும் 13C NMR நிறமாலைகள், CDCl3 அல்லது (CD3)2SO4-ஐ கரைப்பானாகக் கொண்டு, JEOL ECS-400 400 MHz நிறமாலைமானி அல்லது புரூக்கர் அவான்ஸ் II 400 MHz நிறமாலைமானியில் பெறப்பட்டன. அனைத்து வினைகளும் யூனிக்சிஸ் ஃப்ளோசின் ஃப்ளோ கெமிஸ்ட்ரி தளத்தைப் பயன்படுத்தி நிகழ்த்தப்பட்டன.
இந்த ஆய்வில் உள்ள அனைத்து சாதனங்களையும் தயாரிக்க UAM பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்தத் தொழில்நுட்பம் 1999-ல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அதன் தொழில்நுட்ப விவரங்கள், இயக்க அளவுருக்கள் மற்றும் கண்டுபிடிப்பிற்குப் பிறகான வளர்ச்சிகளைப் பின்வரும் வெளியிடப்பட்ட ஆவணங்களைப் பயன்படுத்தி ஆய்வு செய்யலாம்34,35,36,37. இந்தச் சாதனம் (படம் 1), கனரக 9 kW SonicLayer 4000® UAM அமைப்பைப் (Fabrisonic, Ohio, USA) பயன்படுத்தி செயல்படுத்தப்பட்டது. பாய்வு சாதனத்திற்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பொருட்கள் Cu-110 மற்றும் Al 6061 ஆகும். Cu-110 அதிக செம்பு உள்ளடக்கத்தைக் (குறைந்தது 99.9% செம்பு) கொண்டுள்ளது, இது செம்பு வினையூக்கி வினைகளுக்கு ஒரு நல்ல தேர்வாக அமைகிறது, எனவே இது மைக்ரோரியாக்டரின் உள்ளே ஒரு "செயல்திறன் அடுக்காக" பயன்படுத்தப்படுகிறது. Al 6061 O ஆனது "மொத்த" பொருளாகவும், பகுப்பாய்விற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் இடைச்செருகல் அடுக்காகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது; துணை உலோகக் கலவைக் கூறுகளின் இடைச்செருகல் மற்றும் Cu-110 அடுக்குடன் இணைந்த பதப்படுத்தப்பட்ட நிலை. இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட வினைப்பொருட்களுடன் வேதியியல் ரீதியாக நிலையானதாகக் கண்டறியப்பட்டது. Cu-110 உடன் இணைந்த Al 6061 O ஆனது UAM-க்கு ஒரு இணக்கமான பொருள் கலவையாகவும் கருதப்படுகிறது, எனவே இது இந்த ஆய்வுக்கு ஒரு பொருத்தமான பொருளாகும்38,42. இந்த சாதனங்கள் கீழே உள்ள அட்டவணை 1-இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.
உலை தயாரிப்பு படிகள் (1) 6061 அலுமினிய கலப்புலோக அடித்தளம் (2) செப்புத் தகட்டிலிருந்து கீழ் சேனலை உருவாக்குதல் (3) அடுக்குகளுக்கு இடையில் தெர்மோகப்பிள்களைச் செருகுதல் (4) மேல் சேனல் (5) உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு (6) மோனோலிதிக் உலை.
திரவ வழித்தட வடிவமைப்பின் தத்துவம் என்பது, கையாளக்கூடிய சில்லு அளவைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில், சில்லுவின் உள்ளே திரவம் பயணிக்கும் தூரத்தை அதிகரிக்க ஒரு வளைவான பாதையைப் பயன்படுத்துவதாகும். வினையூக்கி-வினைபடு பொருள் தொடர்பு நேரத்தை அதிகரிக்கவும், சிறந்த விளைபொருள் மகசூலை வழங்கவும் இந்தத் தூர அதிகரிப்பு விரும்பத்தக்கது. சாதனத்திற்குள் கொந்தளிப்பான கலவையைத் தூண்டுவதற்கும், மேற்பரப்புடன் (வினையூக்கி) திரவத்தின் தொடர்பு நேரத்தை அதிகரிப்பதற்கும், சில்லுகள் ஒரு நேரான பாதையின் முனைகளில் 90° வளைவுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. அடையக்கூடிய கலவையை மேலும் மேம்படுத்துவதற்காக, கலக்கும் சுருள் பகுதிக்குள் நுழைவதற்கு முன்பு, வினைபடு பொருளின் இரண்டு நுழைவாயில்கள் Y-வடிவ இணைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அதன் பயணத்தின் பாதியில் பாய்வைக் கடக்கும் மூன்றாவது நுழைவாயில், எதிர்கால பல-நிலை தொகுப்பு வினைகளுக்கான திட்டத்தில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.
அனைத்து சேனல்களும் ஒரு சதுர வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளன (கூம்பு கோணங்கள் இல்லை), இது சேனல் வடிவவியலை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் சீரான இடைவெளியில் செய்யப்படும் CNC மில்லிங்கின் விளைவாகும். சேனலின் பரிமாணங்கள், ஒரு மைக்ரோரியாக்டருக்கு அதிக கனஅளவு விளைச்சலை வழங்கும் வகையிலும், அதே சமயம் அது கொண்டிருக்கும் பெரும்பாலான திரவங்கள் மேற்பரப்புடன் (வினையூக்கிகளுடன்) வினைபுரிவதை எளிதாக்கும் அளவுக்கு சிறியதாகவும் இருக்கும் வகையில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டுள்ளன. உலோக-திரவ வினை சாதனங்கள் குறித்த ஆசிரியர்களின் கடந்தகால அனுபவத்தின் அடிப்படையில் பொருத்தமான அளவு தீர்மானிக்கப்பட்டுள்ளது. இறுதி சேனலின் உள் பரிமாணங்கள் 750 µm x 750 µm ஆகவும், மொத்த ரியாக்டர் கனஅளவு 1 ml ஆகவும் இருந்தது. வணிக ரீதியான ஃப்ளோ கெமிஸ்ட்ரி உபகரணங்களுடன் சாதனத்தை எளிதாக இணைப்பதற்காக, ஒரு உள்ளமைக்கப்பட்ட இணைப்பான் (1/4″-28 UNF த்ரெட்) வடிவமைப்பில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது. சேனலின் அளவு, ஃபாயில் பொருளின் தடிமன், அதன் இயந்திர பண்புகள் மற்றும் அல்ட்ராசோனிக்ஸுடன் பயன்படுத்தப்படும் பிணைப்பு அளவுருக்கள் ஆகியவற்றால் வரையறுக்கப்படுகிறது. கொடுக்கப்பட்ட ஒரு பொருளின் ஒரு குறிப்பிட்ட அகலத்தில், அந்தப் பொருள் உருவாக்கப்பட்ட சேனலுக்குள் "தொய்வடையும்". தற்போது இந்தக் கணக்கீட்டிற்கு குறிப்பிட்ட மாதிரி எதுவும் இல்லை, எனவே கொடுக்கப்பட்ட பொருள் மற்றும் வடிவமைப்பிற்கான அதிகபட்ச சேனல் அகலம் சோதனை மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, அந்த நிலையில் 750 µm அகலம் தொய்வை ஏற்படுத்தாது.
கால்வாயின் வடிவம் (சதுரம்) ஒரு சதுர வெட்டியைப் பயன்படுத்தித் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. வெவ்வேறு பாய்வு விகிதங்களையும் பண்புகளையும் பெறுவதற்காக, CNC இயந்திரங்களில் பல்வேறு வெட்டுக் கருவிகளைப் பயன்படுத்தி கால்வாய்களின் வடிவத்தையும் அளவையும் மாற்றலாம். 125 µm கருவியைக் கொண்டு ஒரு வளைந்த கால்வாயை உருவாக்குவதற்கான உதாரணத்தை Monaghan45-இல் காணலாம். படல அடுக்கு தட்டையாகப் பூசப்படும்போது, ​​கால்வாய்களில் படலப் பொருள் பூசப்படும் இடம் ஒரு தட்டையான (சதுர) மேற்பரப்பைக் கொண்டிருக்கும். இந்த ஆய்வில், கால்வாயின் சமச்சீர் தன்மையைப் பாதுகாப்பதற்காக ஒரு சதுர வடிவம் பயன்படுத்தப்பட்டது.
உற்பத்தியில் திட்டமிடப்பட்ட இடைநிறுத்தத்தின் போது, ​​தெர்மோகப்பிள் வெப்பநிலை உணர்விகள் (வகை K) மேல் மற்றும் கீழ் சேனல் குழுக்களுக்கு இடையில் சாதனத்தில் நேரடியாகப் பொருத்தப்படுகின்றன (படம் 1 – நிலை 3). இந்த தெர்மோகப்பிள்கள் -200 முதல் 1350 °C வரையிலான வெப்பநிலை மாற்றங்களைக் கட்டுப்படுத்த முடியும்.
25.4 மிமீ அகலமும் 150 மைக்ரான் தடிமனும் கொண்ட உலோகத் தகட்டைப் பயன்படுத்தி, UAM ஹார்ன் மூலம் உலோகப் படிவு செயல்முறை மேற்கொள்ளப்படுகிறது. இந்தத் தகடு அடுக்குகள், முழு உருவாக்கப் பகுதியையும் உள்ளடக்கும் வகையில், தொடர்ச்சியான அருகருகே உள்ள பட்டைகளாக இணைக்கப்படுகின்றன; கழித்தல் செயல்முறை இறுதித் தெளிவான வடிவத்தை உருவாக்குவதால், படியவைக்கப்பட்ட பொருளின் அளவு இறுதித் தயாரிப்பை விடப் பெரியதாக இருக்கும். உபகரணத்தின் வெளிப்புற மற்றும் உட்புற விளிம்புகளை இயந்திரமயமாக்க CNC இயந்திர வேலைப்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதன் விளைவாக, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கருவி மற்றும் CNC செயல்முறை அளவுருக்களுக்கு (இந்த எடுத்துக்காட்டில், சுமார் 1.6 µm Ra) ஏற்ப உபகரணம் மற்றும் சேனல்களின் மேற்பரப்பு பூச்சு அமைகிறது. பரிமாணத் துல்லியம் பராமரிக்கப்படுவதையும், முடிக்கப்பட்ட பாகம் CNC நுண் அரைத்தல் துல்லிய நிலைகளை அடைவதையும் உறுதி செய்வதற்காக, சாதனத்தின் உற்பத்தி செயல்முறை முழுவதும் தொடர்ச்சியான மீயொலி பொருள் தெளித்தல் மற்றும் இயந்திர வேலைப்பாடு சுழற்சிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்தச் சாதனத்திற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் சேனலின் அகலம், திரவ சேனலில் தகடுப் பொருள் "தொய்வடையாமல்" இருப்பதை உறுதிசெய்யும் அளவுக்குச் சிறியதாக உள்ளது, எனவே சேனல் ஒரு சதுர குறுக்குவெட்டைக் கொண்டுள்ளது. படலப் பொருளில் உள்ள சாத்தியமான குறைபாடுகளும், UAM செயல்முறையின் அளவுருக்களும் உற்பத்தி கூட்டாளரால் (ஃபேப்ரிசோனிக் எல்எல்சி, அமெரிக்கா) சோதனை ரீதியாகக் கண்டறியப்பட்டன.
கூடுதல் வெப்பச் சிகிச்சை இல்லாமல், UAM கலவையின் இடைமுகம் 46, 47 இல் தனிமங்களின் பரவல் குறைவாகவே உள்ளது என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன, எனவே இந்த ஆய்வில் உள்ள சாதனங்களுக்கு, Cu-110 அடுக்கு Al 6061 அடுக்கிலிருந்து வேறுபட்டு, வியத்தகு முறையில் மாறுகிறது.
ரியாக்டருக்குப் பிறகு, 250 psi (1724 kPa) அழுத்தத்தில் முன்-அளவீடு செய்யப்பட்ட ஒரு பின் அழுத்த சீராக்கியை (BPR) நிறுவி, ரியாக்டர் வழியாக நிமிடத்திற்கு 0.1 முதல் 1 மில்லி லிட்டர் என்ற விகிதத்தில் தண்ணீரைச் செலுத்தவும். அமைப்பு ஒரு நிலையான, சீரான அழுத்தத்தைப் பராமரிக்க முடியும் என்பதை உறுதி செய்வதற்காக, அமைப்பில் உள்ளமைக்கப்பட்ட ஃப்ளோசின் அழுத்த மாற்றி மூலம் ரியாக்டர் அழுத்தம் கண்காணிக்கப்பட்டது. ஃப்ளோசின் சிப்பின் வெப்பமூட்டும் தட்டில் உள்ள தெர்மோகப்பிள்களுக்கும், ரியாக்டரில் உள்ள தெர்மோகப்பிள்களுக்கும் இடையே ஏதேனும் வேறுபாடுகள் உள்ளதா என்பதைக் கண்டறிவதன் மூலம், ஃப்ளோ ரியாக்டரில் ஏற்படக்கூடிய வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் சோதிக்கப்பட்டன. இது, திட்டமிடப்பட்ட வெப்பத்தட்டு வெப்பநிலையை 100 முதல் 150 °C வரை 25 °C அதிகரிப்புகளில் மாற்றி, திட்டமிடப்பட்ட மற்றும் பதிவு செய்யப்பட்ட வெப்பநிலைகளுக்கு இடையே உள்ள வேறுபாடுகளைக் கண்காணிப்பதன் மூலம் அடையப்பட்டது. இது, tc-08 தரவுப் பதிவி (பிகோடெக், கேம்பிரிட்ஜ், இங்கிலாந்து) மற்றும் அதனுடன் இணைந்த பிகோலாக் மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி அடையப்பட்டது.
ஃபீனைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோஈதேன் ஆகியவற்றின் வளையக்கூட்டு வினைக்கான நிபந்தனைகள் உகந்ததாக்கப்பட்டுள்ளன (திட்டம் 1-ஃபீனைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோஈதேன் ஆகியவற்றின் வளையக்கூட்டு வினை, திட்டம் 1-ஃபீனைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோஈதேன் ஆகியவற்றின் வளையக்கூட்டு வினை). இந்த உகந்ததாக்கமானது, அல்கைன்:அசைடு விகிதத்தை 1:2 என நிலைநிறுத்தி, வெப்பநிலை மற்றும் தங்கு நேரத்தை மாறிகளாகக் கொண்டு, முழு காரணிய பரிசோதனை வடிவமைப்பு (DOE) அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்பட்டது.
சோடியம் அசைடு (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), அயோடோஈதேன் (0.25 M, DMF) மற்றும் ஃபீனைல்அசிட்டிலீன் (0.125 M, DMF) ஆகியவற்றின் தனித்தனி கரைசல்கள் தயாரிக்கப்பட்டன. ஒவ்வொரு கரைசலிலிருந்தும் 1.5 மிலி அளவு கலக்கப்பட்டு, விரும்பிய பாய்வு விகிதம் மற்றும் வெப்பநிலையில் வினைக்கலன் வழியாக செலுத்தப்பட்டது. மாதிரியின் பிரதிபலிப்பு, டிரையசோல் விளைபொருளின் சிகரப் பரப்பிற்கும் ஃபீனைல்அசிட்டிலீன் எனும் தொடக்கப் பொருளுக்கும் இடையிலான விகிதமாக எடுத்துக்கொள்ளப்பட்டது மற்றும் உயர் செயல்திறன் திரவ நிறப்பிரிகை (HPLC) மூலம் தீர்மானிக்கப்பட்டது. பகுப்பாய்வு நிலைத்தன்மைக்காக, வினைக்கலவை வினைக்கலனை விட்டு வெளியேறிய உடனேயே அனைத்து வினைகளும் எடுக்கப்பட்டன. உகப்பாக்கத்திற்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அளவுரு வரம்புகள் அட்டவணை 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
குவாட்டர்னரி பம்ப், காலம் ஓவன், மாறுபடும் அலைநீள UV டிடெக்டர் மற்றும் ஆட்டோசாம்பிளர் ஆகியவற்றைக் கொண்ட குரோமாஸ்டர் HPLC அமைப்பைப் (VWR, PA, USA) பயன்படுத்தி அனைத்து மாதிரிகளும் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. காலம் என்பது ஈக்விவலன்ஸ் 5 C18 (VWR, PA, USA), 4.6 x 100 மிமீ, 5 µm துகள் அளவு கொண்டது, இது 40°C வெப்பநிலையில் பராமரிக்கப்பட்டது. கரைப்பான் ஐசோக்ராடிக் மெத்தனால்:நீர் 50:50, 1.5 மி.லி·நிமி-1 என்ற பாய்வு விகிதத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டது. உட்செலுத்தும் அளவு 5 μl ஆகவும், டிடெக்டர் அலைநீளம் 254 nm ஆகவும் இருந்தது. DOE மாதிரிக்கான % சிகரப் பரப்பு, எஞ்சிய அல்கைன் மற்றும் டிரையாசோல் விளைபொருட்களின் சிகரப் பரப்புகளில் இருந்து மட்டுமே கணக்கிடப்பட்டது. தொடக்கப் பொருளை அறிமுகப்படுத்துவது, அதற்கேற்ற சிகரங்களை அடையாளம் காண உதவுகிறது.
வினைக்கலன் பகுப்பாய்வின் முடிவுகளை MODDE DOE மென்பொருளுடன் (Umetrics, Malmö, Sweden) இணைத்ததன் மூலம், முடிவுகளின் முழுமையான போக்குப் பகுப்பாய்வை மேற்கொள்ளவும், இந்த வளையக்கூட்டு வினைக்கான உகந்த வினை நிலைமைகளைத் தீர்மானிக்கவும் முடிந்தது. உள்ளமைக்கப்பட்ட உகப்பாக்கியை இயக்கி, அனைத்து முக்கிய மாதிரி உறுப்புகளையும் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், அசிட்டிலீன் மூலப்பொருளின் சிகரப் பரப்பைக் குறைக்கும் அதே வேளையில், விளைபொருளின் சிகரப் பரப்பை அதிகபட்சமாக்குவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு வினை நிலைமைகளின் தொகுப்பு உருவாக்கப்படுகிறது.
ஒவ்வொரு டிரையாசோல் சேர்மத்தையும் தொகுப்பதற்கு முன்னர், வினை அறையின் வழியே பாயும் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு கரைசலைப் (36%) (பாய்வு விகிதம் = 0.4 மிலி நிமிடம்-1, தங்கு நேரம் = 2.5 நிமிடம்) பயன்படுத்தி, வினை வினை அறையில் உள்ள தாமிரப் பரப்பின் ஆக்சிஜனேற்றம் அடையப்பட்டது.
உகந்த நிபந்தனைகளின் தொகுப்பு தீர்மானிக்கப்பட்டவுடன், ஒரு சிறிய தொகுப்பு நூலகத்தைத் தொகுப்பதற்கு ஏதுவாக, அவை பலவிதமான அசிட்டிலீன் மற்றும் ஹாலோஅல்கேன் வழிப்பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன. இதன்மூலம், இந்த நிபந்தனைகளை பரந்த அளவிலான சாத்தியமான வினைப்பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்துவதற்கான சாத்தியக்கூறு நிறுவப்பட்டது (படம் 1). 2).
சோடியம் அசைடு (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), ஹாலோஅல்கேன்கள் (0.25 M, DMF), மற்றும் அல்கைன்கள் (0.125 M, DMF) ஆகியவற்றின் தனித்தனி கரைசல்களைத் தயாரிக்கவும். ஒவ்வொரு கரைசலிலிருந்தும் 3 மிலி அளவுகள் கலக்கப்பட்டு, 75 µl/நிமிடம் என்ற வீதத்திலும் 150°C வெப்பநிலையிலும் வினைக்கலன் வழியாகச் செலுத்தப்பட்டன. முழு அளவும் ஒரு குப்பியில் சேகரிக்கப்பட்டு, 10 மிலி எத்தில் அசிட்டேட்டுடன் நீர்க்கப்பட்டது. மாதிரி கரைசல் 3 x 10 மிலி நீரால் கழுவப்பட்டது. நீர் அடுக்குகளை ஒன்றாக இணைத்து 10 மிலி எத்தில் அசிட்டேட்டுடன் பிரித்தெடுக்கப்பட்டது, பின்னர் கரிம அடுக்குகளை ஒன்றாக இணைத்து, 3×10 மிலி உப்புநீரால் கழுவி, MgSO4 மீது உலர்த்தி வடிகட்டப்பட்டது, பின்னர் கரைப்பான் வெற்றிடத்தில் அகற்றப்பட்டது. HPLC, 1H NMR, 13C NMR மற்றும் உயர் தெளிவுத்திறன் நிறை நிறமாலையியல் (HR-MS) ஆகியவற்றின் கலவையைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்வதற்கு முன்னர், மாதிரிகள் எத்தில் அசிடேட்டைப் பயன்படுத்தி சிலிக்கா ஜெல் பத்தி நிறப்பிரிகை மூலம் தூய்மைப்படுத்தப்பட்டன.
அனைத்து நிறமாலைகளும், அயனியாக்க மூலமாக ESI-ஐக் கொண்ட தெர்மோஃபிஷர் பிரசிஷன் ஆர்பிட்ராப் நிறை நிறமாலைமானியைப் பயன்படுத்திப் பெறப்பட்டன. அனைத்து மாதிரிகளும் அசிட்டோநைட்ரைலைக் கரைப்பானாகப் பயன்படுத்தித் தயாரிக்கப்பட்டன.
அலுமினிய அடித்தளத்துடன் கூடிய சிலிக்கா தகடுகளில் TLC பகுப்பாய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டது. அந்தத் தகடுகள் புற ஊதா ஒளி (254 nm) அல்லது வெண்ணிலின் சாயமேற்றல் மற்றும் வெப்பமூட்டல் மூலம் காட்சிப்படுத்தப்பட்டன.
அனைத்து மாதிரிகளும், ஒரு ஆட்டோசாம்பிளர், காலம் ஓவன் கொண்ட ஒரு பைனரி பம்ப் மற்றும் ஒரு ஒற்றை அலைநீள டிடெக்டர் ஆகியவற்றைக் கொண்ட VWR குரோமாஸ்டர் சிஸ்டம் (VWR இன்டர்நேஷனல் லிமிடெட், லெய்டன் பஸார்ட், இங்கிலாந்து) பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. ஒரு ACE ஈக்விவலன்ஸ் 5 C18 காலம் (150 x 4.6 மிமீ, அட்வான்ஸ்டு குரோமட்டோகிராபி டெக்னாலஜிஸ் லிமிடெட், அபெர்டீன், ஸ்காட்லாந்து) பயன்படுத்தப்பட்டது.
நீர்த்த கச்சா வினைக்கலவையிலிருந்து (1:10 நீர்த்தல்) நேரடியாக ஊசி மருந்துகள் (5 µl) எடுக்கப்பட்டு, நீர்:மெத்தனால் (50:50 அல்லது 70:30) கொண்டு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. இருப்பினும், சில மாதிரிகளுக்கு மட்டும் 70:30 கரைப்பான் அமைப்பு (நட்சத்திர எண்ணால் குறிக்கப்படுகிறது) 1.5 ml/min பாய்வு விகிதத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டது. பத்தி 40°C வெப்பநிலையில் வைக்கப்பட்டது. கண்டறியும் கருவியின் அலைநீளம் 254 nm ஆகும்.
மாதிரியின் % உச்சப் பரப்பானது, எஞ்சிய அல்கைன் மற்றும் டிரையாசோல் விளைபொருளின் உச்சப் பரப்புகளிலிருந்து கணக்கிடப்பட்டது, மேலும் தொடக்கப் பொருளை அறிமுகப்படுத்தியதன் மூலம் அதற்கேற்ற உச்சங்களை அடையாளம் காண முடிந்தது.
அனைத்து மாதிரிகளும் தெர்மோ ஐகேப் 6000 ஐசிபி-ஓஇஎஸ் (Thermo iCAP 6000 ICP-OES) கருவியைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. அனைத்து அளவுத்திருத்தத் தரநிலைகளும் 2% நைட்ரிக் அமிலத்தில் (SPEX Certi Prep) உள்ள 1000 ppm Cu தரநிலைக் கரைசலைப் பயன்படுத்தித் தயாரிக்கப்பட்டன. அனைத்துத் தரநிலைகளும் 5% டிஎம்எஃப் (DMF) மற்றும் 2% எச்என்ஓ3 (HNO3) கரைசலில் தயாரிக்கப்பட்டன, மேலும் அனைத்து மாதிரிகளும் டிஎம்எஃப்-எச்என்ஓ3 (DMF-HNO3) மாதிரி கரைசலுடன் 20 மடங்கு நீர்க்கப்பட்டன.
இறுதி அமைப்பை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகத் தகடுகளை இணைக்கும் ஒரு முறையாக, UAM மீயொலி உலோகப் பற்றவைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. மீயொலி உலோகப் பற்றவைப்பானது, அதிர்வுறும் உலோகக் கருவியைப் (ஹார்ன் அல்லது மீயொலி ஹார்ன் என்று அழைக்கப்படுகிறது) பயன்படுத்தி, பொருளை அதிர்வுறச் செய்வதன் மூலம் பிணைக்கப்பட வேண்டிய தகடு/முன்னரே திடப்படுத்தப்பட்ட அடுக்கின் மீது அழுத்தத்தைப் பிரயோகிக்கிறது. தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டிற்காக, சோனோட்ரோடு ஒரு உருளை வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பொருளின் மேற்பரப்பில் உருண்டு, முழுப் பகுதியையும் ஒட்டுகிறது. அழுத்தம் மற்றும் அதிர்வு பிரயோகிக்கப்படும்போது, ​​பொருளின் மேற்பரப்பில் உள்ள ஆக்சைடுகள் விரிசல் அடையலாம். நிலையான அழுத்தம் மற்றும் அதிர்வு பொருளின் சொரசொரப்புத் தன்மையை அழிக்க வழிவகுக்கும் 36. பின்னர், குறிப்பிட்ட இடத்தில் ஏற்படும் வெப்பம் மற்றும் அழுத்தத்துடன் நெருங்கிய தொடர்பு, பொருள் இடைமுகங்களில் ஒரு திட நிலை பிணைப்பிற்கு வழிவகுக்கிறது; இது மேற்பரப்பு ஆற்றலை மாற்றுவதன் மூலம் ஒத்திசைவையும் ஊக்குவிக்கும் 48. இந்த பிணைப்பு பொறிமுறையின் தன்மையானது, மற்ற சேர்க்கை உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள மாறுபடும் உருகு வெப்பநிலை மற்றும் உயர் வெப்பநிலை விளைவுகளுடன் தொடர்புடைய பல சிக்கல்களைச் சமாளிக்கிறது. இது, வெவ்வேறு பொருட்களால் ஆன பல அடுக்குகளை, மேற்பரப்பு மாற்றம், நிரப்பிகள் அல்லது பசைகள் இல்லாமல், நேரடியாக இணைத்து ஒரே ஒருங்கிணைந்த கட்டமைப்பாக உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.
CAM-க்கான இரண்டாவது சாதகமான காரணி, உலோகப் பொருட்களின் உருகுநிலைக்குக் கணிசமாகக் குறைவான குறைந்த வெப்பநிலையிலும்கூட, அவற்றில் காணப்படும் உயர் அளவிலான நெகிழ்வுப் பாய்வு ஆகும். மீயொலி அதிர்வுகள் மற்றும் அழுத்தத்தின் சேர்க்கையானது, வழக்கமாக மொத்தப் பொருட்களுடன் தொடர்புடைய குறிப்பிடத்தக்க வெப்பநிலை அதிகரிப்பு இல்லாமல், உயர் மட்ட உள்ளூர் தானிய எல்லை இடப்பெயர்வு மற்றும் மறுபடிகமாக்கலை ஏற்படுத்துகிறது. இறுதி அமைப்பை உருவாக்கும் போது, ​​இந்த நிகழ்வானது உலோகத் தகடுகளின் அடுக்குகளுக்கு இடையில், அடுக்கு அடுக்காக, செயல்திறன் மிக்க மற்றும் செயலற்ற கூறுகளைப் பதிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம். ஒளியிழை 49, வலுவூட்டல் 46, மின்னணுவியல் 50 மற்றும் வெப்பமின்னழுத்த இணைப்புகள் (இந்த ஆய்வு) போன்ற கூறுகள், செயல்திறன் மிக்க மற்றும் செயலற்ற கலப்பு அமைப்புகளை உருவாக்க, UAM கட்டமைப்புகளில் வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளன.
இந்த ஆய்வில், வினையூக்க வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டிற்கான ஒரு சிறந்த நுண்வினைக்கலனை உருவாக்குவதற்காக, வெவ்வேறு பொருள் பிணைப்புத் திறன்களும் UAM இடைச்செருகல் திறன்களும் பயன்படுத்தப்பட்டன.
பல்லேடியம் (Pd) மற்றும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பிற உலோக வினையூக்கிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​தாமிர (Cu) வினையூக்கத்திற்குப் பல நன்மைகள் உள்ளன: (i) பொருளாதார ரீதியாக, வினையூக்கத்தில் பயன்படுத்தப்படும் பல உலோகங்களை விட தாமிரம் மலிவானது, எனவே இது வேதியியல் தொழில்துறைக்கு ஒரு கவர்ச்சிகரமான தேர்வாகும். (ii) தாமிரத்தால் வினையூக்கப்படும் குறுக்கு-இணைப்பு வினைகளின் வரம்பு விரிவடைந்து வருகிறது மற்றும் Pd51, 52, 53-அடிப்படையிலான வழிமுறைகளுக்கு ஓரளவு நிரப்புவதாகத் தோன்றுகிறது. (iii) பிற லிகண்டுகள் இல்லாத நிலையிலும் தாமிரத்தால் வினையூக்கப்படும் வினைகள் நன்றாகச் செயல்படுகின்றன. இந்த லிகண்டுகள் பெரும்பாலும் கட்டமைப்பு ரீதியாக எளிமையானவை மற்றும் மலிவானவை. விரும்பினால், Pd வேதியியலில் பயன்படுத்தப்படுபவை பெரும்பாலும் சிக்கலானவை, விலை உயர்ந்தவை மற்றும் காற்றில் எளிதில் பாதிப்படையக்கூடியவை. (iv) தாமிரம், குறிப்பாக தொகுப்பு வினைகளில் அல்கைன்களைப் பிணைக்கும் திறனுக்காக அறியப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக சோனோகாஷிராவின் இரு உலோக வினையூக்க இணைப்பு மற்றும் அசைடுகளுடனான வளையக்கூட்டு வினை (கிளிக் வேதியியல்). (v) உல்மன் வகை வினைகளில் சில நியூக்ளியோஃபைல்களின் அரியலேற்றத்தையும் தாமிரம் ஊக்குவிக்கும்.
சமீபத்தில், Cu(0) முன்னிலையில் இந்த அனைத்து வினைகளின் பல்லினமயமாக்கலுக்கான எடுத்துக்காட்டுகள் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. இது பெரும்பாலும் மருந்துத் தொழில் மற்றும் உலோக வினையூக்கிகளை மீட்டெடுப்பதிலும் மீண்டும் பயன்படுத்துவதிலும் அதிகரித்து வரும் கவனம் காரணமாகும்55,56.
1960களில் ஹுய்ஸ்ஜென் என்பவரால் முதன்முதலில் முன்மொழியப்பட்ட, அசிட்டிலீன் மற்றும் அசைடுக்கு இடையேயான 1,2,3-டிரையசோலுக்கான 1,3-இருமுனைவுக் வளையக்கூட்டு வினை57, ஒரு ஒத்திசைவான செயல்விளக்க வினையாகக் கருதப்படுகிறது. இதன் விளைவாக உருவாகும் 1,2,3 டிரையசோல் துண்டுகள், அவற்றின் உயிரியல் பயன்பாடுகள் மற்றும் பல்வேறு சிகிச்சை முகவர்களில் அவற்றின் பயன்பாடு காரணமாக, மருந்து கண்டுபிடிப்பில் ஒரு மருந்தியல் கூறாக (pharmacophore) குறிப்பாக ஆர்வம் காட்டப்படுகின்றன58.
ஷார்ப்லெஸ் மற்றும் பிறர் "கிளிக் கெமிஸ்ட்ரி"59 என்ற கருத்தை அறிமுகப்படுத்தியபோது இந்த வினை மீண்டும் கவனத்தைப் பெற்றது. "கிளிக் கெமிஸ்ட்ரி" என்ற சொல், பல்லணுப் பிணைப்பைப் (CXC) பயன்படுத்தி புதிய சேர்மங்களையும் கூட்டு நூலகங்களையும் விரைவாகத் தொகுப்பதற்கான ஒரு வலிமையான மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வினைகளின் தொகுப்பை விவரிக்கப் பயன்படுகிறது60. இந்த வினைகளின் தொகுப்புமுறை ஈர்ப்பானது, அவற்றுடன் தொடர்புடைய அதிக விளைச்சல் காரணமாகும். நிபந்தனைகள் எளிமையானவை, ஆக்சிஜன் மற்றும் நீருக்கு எதிர்ப்புத்தன்மை கொண்டது, மற்றும் விளைபொருள் பிரிப்பு எளிமையானது61.
பாரம்பரிய 1,3-இருமுனை ஹுய்ஸ்ஜென் வளையக்கூட்டுவினை "கிளிக் வேதியியல்" வகையின் கீழ் வராது. இருப்பினும், வினையூக்கி அல்லாத 1,3-இருமுனை வளையக்கூட்டுவினையின் வீதத்தில் ஏற்படும் குறிப்பிடத்தக்க முடுக்கத்துடன் ஒப்பிடுகையில், Cu(I) முன்னிலையில் இந்த அசைடு-அல்கைன் இணைப்பு நிகழ்வு 107–108 நடைபெறுகிறது என்பதை மெடல் மற்றும் ஷார்ப்லெஸ் நிரூபித்தனர் 62,63. இந்த மேம்பட்ட வினை வழிமுறைக்கு பாதுகாப்பு குழுக்களோ அல்லது கடுமையான வினை நிலைமைகளோ தேவையில்லை, மேலும் இது காலப்போக்கில் 1,4-இருபதிலிடப்பட்ட 1,2,3-டிரையசோல்களுக்கு (எதிர்-1,2,3-டிரையசோல்கள்) கிட்டத்தட்ட முழுமையான மாற்றத்தையும் தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மையையும் வழங்குகிறது (படம் 3).
வழக்கமான மற்றும் தாமிரத்தால் வினையூக்கப்பட்ட ஹுய்ஸ்ஜென் வளையக்கூட்டு வினைகளின் ஐசோமெட்ரிக் முடிவுகள். Cu(I)-வினையூக்கப்பட்ட ஹுய்ஸ்ஜென் வளையக்கூட்டு வினைகள் 1,4-இருபதிலிடப்பட்ட 1,2,3-டிரையசோல்களை மட்டுமே தருகின்றன, அதேசமயம் வெப்பத்தால் தூண்டப்பட்ட ஹுய்ஸ்ஜென் வளையக்கூட்டு வினைகள் பொதுவாக 1,4- மற்றும் 1,5-டிரையசோல்கள் எனப்படும் அசோல் ஸ்டீரியோஐசோமர்களின் 1:1 கலவையைத் தருகின்றன.
பெரும்பாலான நெறிமுறைகள், CuSO4 அல்லது Cu(II)/Cu(0) சேர்மத்தை சோடியம் உப்புகளுடன் சேர்த்து ஒடுக்குதல் போன்ற, Cu(II)-இன் நிலையான மூலங்களை ஒடுக்குவதை உள்ளடக்கியுள்ளன. மற்ற உலோக வினையூக்க வினைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Cu(I)-ஐப் பயன்படுத்துவது மலிவானது மற்றும் கையாளுவதற்கு எளிதானது போன்ற முக்கிய நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.
வோரல் மற்றும் குழுவினரின் 65 இயக்கவியல் மற்றும் ஐசோடோபிக் ஆய்வுகள், முனைய அல்கைன்களின் விஷயத்தில், அசைடுடன் தொடர்புடைய ஒவ்வொரு மூலக்கூறின் வினைத்திறனையும் செயல்படுத்துவதில் இரண்டு சமமான தாமிரம் ஈடுபட்டுள்ளது என்பதைக் காட்டியுள்ளன. முன்மொழியப்பட்ட வழிமுறையானது, π-பிணைப்புள்ள தாமிரத்தை ஒரு நிலையான கொடை ஈந்தணைவியாகக் கொண்டு, σ-பிணைப்புள்ள தாமிர அசிடைலைடுடன் அசைடு ஒருங்கிணைவதால் உருவாகும் ஆறு-உறுப்பு தாமிர உலோக வளையத்தின் வழியாக நடைபெறுகிறது. வளையச் சுருக்கத்தின் விளைவாக தாமிர டிரையாசோலில் வழிப்பொருட்கள் உருவாகின்றன, அதைத் தொடர்ந்து டிரையாசோல் விளைபொருட்களை உருவாக்க புரோட்டான் சிதைவு ஏற்பட்டு வினையூக்கச் சுழற்சி நிறைவடைகிறது.
பாய்வு வேதியியல் சாதனங்களின் நன்மைகள் நன்கு ஆவணப்படுத்தப்பட்டிருந்தாலும், நிகழ்நேர செயல்முறை கண்காணிப்பிற்காக இந்த அமைப்புகளில் பகுப்பாய்வுக் கருவிகளை ஒருங்கிணைக்க ஒரு விருப்பம் இருந்து வருகிறது66,67. வினையூக்கச் செயல்பாடுள்ள, வெப்பத்தைக் கடத்தும் பொருட்களிலிருந்து, நேரடியாக உட்பொதிக்கப்பட்ட உணரும் கூறுகளுடன் கூடிய மிகவும் சிக்கலான 3D பாய்வு உலைகளை வடிவமைப்பதற்கும் தயாரிப்பதற்கும் UAM ஒரு பொருத்தமான முறையாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது (படம் 4).
சிக்கலான உள்வழி அமைப்பு, உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்ப இணைப்புகள் மற்றும் ஒரு வினைவேக வினை அறை ஆகியவற்றைக் கொண்டு, மீயொலி சேர்க்கை உற்பத்தி (UAM) முறையில் தயாரிக்கப்பட்ட அலுமினியம்-செம்பு பாய்வு உலை. உள் பாய்மப் பாதைகளைக் காட்சிப்படுத்த, ஸ்டீரியோலித்தோகிராஃபியைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட ஒரு ஒளிபுகும் முன்மாதிரியும் காட்டப்பட்டுள்ளது.
எதிர்கால கரிம வினைகளுக்காக வினைக்கலன்கள் தயாரிக்கப்படுவதை உறுதிசெய்ய, கரைப்பான்கள் அவற்றின் கொதிநிலைக்கு மேல் பாதுகாப்பாக சூடுபடுத்தப்பட வேண்டும்; அவை அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை சோதனைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. அழுத்தச் சோதனையில், அமைப்பில் அழுத்தம் அதிகரித்த நிலையிலும் (1.7 MPa) கூட, அது ஒரு நிலையான மற்றும் சீரான அழுத்தத்தைப் பராமரிப்பது தெரியவந்தது. நீர்நிலை சோதனைகள், H2O-ஐ திரவமாகப் பயன்படுத்தி அறை வெப்பநிலையில் மேற்கொள்ளப்பட்டன.
உள்ளமைக்கப்பட்ட (படம் 1) தெர்மோகப்பிளை வெப்பநிலை தரவுப் பதிவியுடன் இணைத்தபோது, ​​ஃப்ளோசின் அமைப்பில் நிரல்படுத்தப்பட்ட வெப்பநிலையை விட தெர்மோகப்பிளின் வெப்பநிலை 6 °C (± 1 °C) குறைவாக இருந்தது தெரியவந்தது. பொதுவாக, வெப்பநிலையில் 10°C அதிகரிப்பு வினை வீதத்தை இரட்டிப்பாக்கும், எனவே சில டிகிரி வெப்பநிலை வேறுபாடு கூட வினை வீதத்தை கணிசமாக மாற்றக்கூடும். உற்பத்திச் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களின் அதிக வெப்பப் பரவல் தன்மையால், RPV முழுவதும் ஏற்படும் வெப்பநிலை இழப்பின் காரணமாக இந்த வேறுபாடு ஏற்படுகிறது. இந்த வெப்பச் சறுக்கல் நிலையானது, எனவே வினையின் போது துல்லியமான வெப்பநிலைகள் அடையப்பட்டு அளவிடப்படுவதை உறுதிசெய்ய, உபகரணங்களை அமைக்கும்போது இதைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளலாம். இவ்வாறு, இந்த ஆன்லைன் கண்காணிப்புக் கருவி வினை வெப்பநிலையின் மீது இறுக்கமான கட்டுப்பாட்டை எளிதாக்குகிறது மற்றும் மிகவும் துல்லியமான செயல்முறை உகப்பாக்கம் மற்றும் உகந்த நிலைமைகளின் வளர்ச்சிக்கு பங்களிக்கிறது. இந்த உணர்விகள் பெரிய அளவிலான அமைப்புகளில் வெப்ப உமிழ் வினைகளைக் கண்டறியவும், கட்டுப்பாடற்ற வினைகளைத் தடுக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
இந்தக் கட்டுரையில் முன்வைக்கப்பட்டுள்ள வினைக்கலன், வேதி வினைக்கலன்களின் உருவாக்கத்திற்கு UAM தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான முதல் எடுத்துக்காட்டாகும். மேலும் இது, தற்போது இந்தச் சாதனங்களின் AM/3D அச்சிடலுடன் தொடர்புடைய பல முக்கிய வரம்புகளை நிவர்த்தி செய்கிறது, அவையாவன: (i) தாமிரம் அல்லது அலுமினியக் கலவையைப் பதப்படுத்துவதில் உள்ள குறிப்பிடப்பட்ட சிக்கல்களைக் களைதல் (ii) செலக்டிவ் லேசர் மெல்டிங் (SLM)25,69 போன்ற பவுடர் பெட் மெல்டிங் (PBF) முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது மேம்பட்ட உள்வழித்தடத் தெளிவுத்திறன், மோசமான பொருள் ஓட்டம் மற்றும் கரடுமுரடான மேற்பரப்பு அமைப்பு26 (iii) குறைந்த பதப்படுத்தும் வெப்பநிலை, இது சென்சார்களை நேரடியாக இணைப்பதை எளிதாக்குகிறது, இது பவுடர் பெட் தொழில்நுட்பத்தில் சாத்தியமில்லை, (v) பாலிமர் அடிப்படையிலான கூறுகளின் மோசமான இயந்திரப் பண்புகள் மற்றும் பல்வேறு பொதுவான கரிமக் கரைப்பான்களுக்கு அவற்றின் உணர்திறன்17,19 ஆகியவற்றைக் களைதல்.
தொடர்ச்சியான ஓட்ட நிலைமைகளின் கீழ் (படம் 2) செப்பு-வினையூக்கிய அல்கைனசைடு சைக்ளோஅடிஷன் வினைகளின் தொடர் மூலம் உலையின் செயல்பாடு நிரூபிக்கப்பட்டது. படம் 4-இல் காட்டப்பட்டுள்ள மீயொலி அச்சிடப்பட்ட செப்பு உலை, ஒரு வணிக ஓட்ட அமைப்புடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு, சோடியம் குளோரைடு முன்னிலையில் அசிட்டிலீன் மற்றும் அல்கைல் குழு ஹாலைடுகளின் வெப்பநிலை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வினையைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு 1,4-இருபதிலிடப்பட்ட 1,2,3-டிரையசோல்களின் அசைடு தொகுப்பை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது (படம் 3). தொடர்ச்சியான ஓட்ட அணுகுமுறையின் பயன்பாடு, தொகுதி செயல்முறைகளில் எழக்கூடிய பாதுகாப்புச் சிக்கல்களைக் குறைக்கிறது, ஏனெனில் இந்த வினை அதிக வினைத்திறன் கொண்ட மற்றும் அபாயகரமான அசைடு இடைநிலைகளை உருவாக்குகிறது [317], [318]. ஆரம்பத்தில், ஃபீனைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோஈதேன் ஆகியவற்றின் சைக்ளோஅடிஷனுக்காக இந்த வினை உகந்ததாக்கப்பட்டது (திட்டம் 1 – ஃபீனைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோஈதேன் ஆகியவற்றின் சைக்ளோஅடிஷன்) (படம் 5-ஐப் பார்க்கவும்).
(மேல் இடது) உகப்பாக்கத்திற்காக ஃபினைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோஈதேன் இடையேயான ஹுய்ஸ்ஜென் 57 வளையக்கூட்டு வினைத் திட்டத்தின் உகப்பாக்கப்பட்ட (கீழ்) வரைபடத்திலிருந்து பெறப்பட்ட, ஒரு பாய்வு அமைப்பில் (மேல் வலது) 3DP வினைக்கலனை இணைக்கப் பயன்படுத்தப்படும் அமைப்பின் வரைபடம் மற்றும் வினையின் உகப்பாக்கப்பட்ட மாற்ற விகித அளவுருக்களைக் காட்டுகிறது.
வினைக்கலனின் வினையூக்கிப் பகுதியில் வினைபடு பொருள்களின் தங்கு நேரத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலமும், நேரடியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தெர்மோகப்பிள் சென்சார் மூலம் வினை வெப்பநிலையைக் கவனமாகக் கண்காணிப்பதன் மூலமும், குறைந்தபட்ச நேரம் மற்றும் பொருள்களைக் கொண்டு வினை நிலைமைகளை விரைவாகவும் துல்லியமாகவும் உகந்ததாக்க முடியும். 15 நிமிட தங்கு நேரம் மற்றும் 150°C வினை வெப்பநிலையைப் பயன்படுத்தியபோது மிக உயர்ந்த மாற்றம் அடையப்பட்டது என்பது விரைவாகக் கண்டறியப்பட்டது. MODDE மென்பொருளின் குணக வரைபடத்திலிருந்து, தங்கு நேரம் மற்றும் வினை வெப்பநிலை ஆகிய இரண்டும் மாதிரியின் முக்கியமான நிலைமைகளாகக் கருதப்படுகின்றன என்பதைக் காணலாம். தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இந்த நிலைமைகளைப் பயன்படுத்தி உள்ளமைக்கப்பட்ட உகந்ததாக்கியை இயக்குவது, தொடக்கப் பொருளின் உச்சப் பரப்புகளைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் விளைபொருளின் உச்சப் பரப்புகளை அதிகரிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு தொகுதி வினை நிலைமைகளை உருவாக்குகிறது. இந்த உகந்ததாக்கம் டிரையாசோல் விளைபொருளின் 53% மாற்றத்தை அளித்தது, இது மாதிரியின் 54% கணிப்புடன் சரியாகப் பொருந்தியது.