Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவி பதிப்பில் CSS-க்கு குறைந்த ஆதரவு உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்). இதற்கிடையில், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்ய, ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் தளத்தைக் காண்பிப்போம்.
ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் தொழிலதிபர்கள் தங்கள் குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய ரசாயன சாதனங்களை வடிவமைத்து உற்பத்தி செய்யும் முறையை சேர்க்கை உற்பத்தி மாற்றுகிறது. இந்த வேலையில், திட-நிலை உலோகத் தாள் லேமினேஷன் நுட்பத்தால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு ஓட்ட உலையின் முதல் உதாரணத்தை நாங்கள் தெரிவிக்கிறோம். நேரடியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட வினையூக்க பாகங்கள் மற்றும் உணர்திறன் கூறுகளுடன் கூடிய மீயொலி சேர்க்கை உற்பத்தி (UAM). வேதியியல் உலைகளின் சேர்க்கை உற்பத்தியுடன் தற்போது தொடர்புடைய பல வரம்புகளை UAM தொழில்நுட்பம் சமாளிப்பது மட்டுமல்லாமல், அத்தகைய சாதனங்களின் திறன்களையும் கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. உயிரியல் ரீதியாக முக்கியமான 1,4-பதிலீடு செய்யப்பட்ட 1,2,3-ட்ரையசோல் சேர்மங்களின் தொடர், UAM வேதியியல் அமைப்பைப் பயன்படுத்தி Cu-மத்தியஸ்தம் செய்யப்பட்ட Huisgen 1,3-இருமுனை சைக்ளோஆடிஷன் வினையால் வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு மேம்படுத்தப்பட்டது. UAM இன் தனித்துவமான பண்புகள் மற்றும் தொடர்ச்சியான ஓட்ட செயலாக்கத்தை மேம்படுத்துவதன் மூலம், சாதனம் நடந்துகொண்டிருக்கும் எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்க முடியும், அதே நேரத்தில் எதிர்வினை கண்காணிப்பு மற்றும் உகப்பாக்கத்திற்கான நிகழ்நேர பின்னூட்டத்தையும் வழங்குகிறது.
அதன் மொத்த இணைப்பொருளை விட அதன் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகள் காரணமாக, வேதியியல் தொகுப்பின் தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மை மற்றும் செயல்திறனை அதிகரிக்கும் திறன் காரணமாக, ஓட்ட வேதியியல் கல்வி மற்றும் தொழில்துறை அமைப்புகளில் ஒரு முக்கியமான மற்றும் வளர்ந்து வரும் துறையாகும். இது எளிய கரிம மூலக்கூறு உருவாக்கம் 1 முதல் மருந்து கலவைகள் 2,3 மற்றும் இயற்கை பொருட்கள் 4,5,6 வரை நீண்டுள்ளது. நுண்ணிய வேதியியல் மற்றும் மருந்துத் தொழில்களில் 50% க்கும் மேற்பட்ட எதிர்வினைகள் தொடர்ச்சியான ஓட்ட செயலாக்கத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பயனடையலாம்7.
சமீபத்திய ஆண்டுகளில், பாரம்பரிய கண்ணாடிப் பொருட்கள் அல்லது ஓட்ட வேதியியல் உபகரணங்களை தனிப்பயனாக்கக்கூடிய சேர்க்கை உற்பத்தி (AM) வேதியியல் "எதிர்வினைக் கலன்கள்" 8 உடன் மாற்ற விரும்பும் குழுக்களின் போக்கு அதிகரித்து வருகிறது. இந்த நுட்பங்களின் மறுபயன்பாட்டு வடிவமைப்பு, விரைவான உற்பத்தி மற்றும் 3-பரிமாண (3D) திறன்கள், குறிப்பிட்ட எதிர்வினைகள், சாதனங்கள் அல்லது நிபந்தனைகளுக்கு ஏற்ப தங்கள் சாதனங்களைத் தனிப்பயனாக்க விரும்புவோருக்கு நன்மை பயக்கும். இன்றுவரை, இந்த வேலை ஸ்டீரியோலிதோகிராபி (SL)9,10,11, இணைக்கப்பட்ட படிவு மாதிரியாக்கம் (FDM)8,12,13,14 மற்றும் இன்க்ஜெட் பிரிண்டிங் 7, 15, 16 போன்ற பாலிமர் அடிப்படையிலான 3D பிரிண்டிங் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதில் கிட்டத்தட்ட பிரத்தியேகமாக கவனம் செலுத்தியுள்ளது. இத்தகைய சாதனங்களின் வலிமை மற்றும் திறன் இல்லாமை, பரந்த அளவிலான வேதியியல் எதிர்வினைகள்/பகுப்பாய்வுகளைச் செய்ய ஒரு முக்கிய கட்டுப்படுத்தும் காரணியாகும்17, 18, 19, 20.
ஓட்ட வேதியியலின் அதிகரித்து வரும் பயன்பாடு மற்றும் AM உடன் தொடர்புடைய சாதகமான பண்புகள் காரணமாக, மேம்பட்ட வேதியியல் மற்றும் பகுப்பாய்வு திறன்களுடன் ஓட்ட எதிர்வினைக் கலன்களை உருவாக்க பயனர்களுக்கு உதவும் மேம்பட்ட நுட்பங்களை ஆராய வேண்டிய அவசியம் உள்ளது. இந்த நுட்பங்கள் பயனர்கள் பரந்த அளவிலான எதிர்வினை நிலைமைகளைக் கையாளக்கூடிய மிகவும் வலுவான அல்லது செயல்பாட்டுப் பொருட்களிலிருந்து தேர்வு செய்ய உதவும், அதே நேரத்தில் எதிர்வினை கண்காணிப்பு மற்றும் கட்டுப்பாட்டை அனுமதிக்க சாதனத்திலிருந்து பல்வேறு வகையான பகுப்பாய்வு வெளியீட்டை எளிதாக்கும்.
தனிப்பயன் வேதியியல் உலைகளை உருவாக்கும் ஆற்றலைக் கொண்ட ஒரு சேர்க்கை உற்பத்தி செயல்முறை அல்ட்ராசோனிக் சேர்க்கை உற்பத்தி (UAM) ஆகும். இந்த திட-நிலை தாள் லேமினேஷன் நுட்பம் மெல்லிய உலோகத் தகடுகளுக்கு மீயொலி அலைவுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, இதனால் குறைந்தபட்ச மொத்த வெப்பமாக்கல் மற்றும் அதிக அளவு பிளாஸ்டிக் ஓட்டம் 21, 22, 23 உடன் அவற்றை அடுக்காக ஒன்றாக இணைக்க முடியும். பெரும்பாலான பிற AM தொழில்நுட்பங்களைப் போலல்லாமல், UAM ஐ நேரடியாக கழித்தல் உற்பத்தியுடன் ஒருங்கிணைக்க முடியும், இது கலப்பின உற்பத்தி செயல்முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது, இதில் இன்-சிட்டு கால கணினி எண் கட்டுப்பாடு (CNC) அரைத்தல் அல்லது லேசர் இயந்திரம் பிணைக்கப்பட்ட பொருளின் அடுக்கின் நிகர வடிவத்தை வரையறுக்கிறது 24, 25. இதன் பொருள் பயனர் சிறிய திரவ சேனல்களிலிருந்து எஞ்சிய மூலப்பொருட்களை அகற்றுவதில் உள்ள சிக்கல்களால் மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை, இது பெரும்பாலும் தூள் மற்றும் திரவ AM அமைப்புகளில் நிகழ்கிறது26,27,28. இந்த வடிவமைப்பு சுதந்திரம் கிடைக்கக்கூடிய பொருள் தேர்வுகளுக்கும் நீட்டிக்கப்படுகிறது - UAM ஒரு செயல்முறை படியில் வெப்ப ரீதியாக ஒத்த மற்றும் வேறுபட்ட பொருள் சேர்க்கைகளை பிணைக்க முடியும். உருகும் செயல்முறைக்கு அப்பால் உள்ள பொருள் சேர்க்கைகளைத் தேர்ந்தெடுப்பது என்பது குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளின் இயந்திர மற்றும் வேதியியல் தேவைகளை சிறப்பாக பூர்த்தி செய்ய முடியும் என்பதாகும். கூடுதலாக திட நிலை பிணைப்பு, மீயொலி பிணைப்பின் போது எதிர்கொள்ளும் மற்றொரு நிகழ்வு ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலையில் பிளாஸ்டிக் பொருட்களின் அதிக ஓட்டம் ஆகும்29,30,31,32,33. UAM இன் இந்த தனித்துவமான அம்சம், உலோக அடுக்குகளுக்கு இடையில் இயந்திர/வெப்ப கூறுகளை சேதமின்றி உட்பொதிப்பதை எளிதாக்கும். UAM உட்பொதிக்கப்பட்ட சென்சார்கள் ஒருங்கிணைந்த பகுப்பாய்வு மூலம் சாதனத்திலிருந்து பயனருக்கு நிகழ்நேர தகவல்களை வழங்குவதை எளிதாக்கும்.
ஒருங்கிணைந்த உணர்திறன் திறன்களுடன் உலோக 3D மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் கட்டமைப்புகளை உருவாக்கும் UAM செயல்முறையின் திறனை ஆசிரியர்களின் கடந்த காலப் பணிகள்32 நிரூபித்தன. இது ஒரு கண்காணிப்பு மட்டுமே சாதனம். இந்த ஆய்வறிக்கை UAM ஆல் தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் வேதியியல் உலையின் முதல் உதாரணத்தை முன்வைக்கிறது; கட்டமைப்பு ரீதியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட வினையூக்கி பொருட்கள் மூலம் கண்காணிப்பது மட்டுமல்லாமல் வேதியியல் தொகுப்பைத் தூண்டும் ஒரு செயலில் உள்ள சாதனம். இந்த சாதனம் 3D வேதியியல் சாதன உற்பத்தியில் UAM தொழில்நுட்பத்துடன் தொடர்புடைய பல நன்மைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது, அவை: கணினி உதவி வடிவமைப்பு (CAD) மாதிரிகளிலிருந்து நேரடியாக முழு 3D வடிவமைப்புகளையும் தயாரிப்புகளாக மாற்றும் திறன்; உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் வினையூக்கி பொருட்களை இணைக்க பல-பொருள் உற்பத்தி; மற்றும் துல்லியமான எதிர்வினை வெப்பநிலை கண்காணிப்பு மற்றும் கட்டுப்பாட்டிற்காக வினைப்பொருள் நீரோடைகளுக்கு இடையில் நேரடியாக வெப்ப உணரிகளை உட்பொதித்தல். உலையின் செயல்பாட்டை நிரூபிக்க, மருந்தியல் ரீதியாக முக்கியமான 1,4-மாற்றுபடுத்தப்பட்ட 1,2,3-ட்ரையசோல் சேர்மங்களின் நூலகம் செப்பு-வினையூக்கிய ஹுய்ஸ்ஜென் 1,3-இருமுனை சைக்லோடிஷன் மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. பொருள் அறிவியல் மற்றும் கணினி உதவி வடிவமைப்பு ஆகியவற்றின் பயன்பாடு பலதரப்பட்ட ஆராய்ச்சி மூலம் வேதியியலுக்கான புதிய வாய்ப்புகளையும் சாத்தியக்கூறுகளையும் எவ்வாறு திறக்க முடியும் என்பதை இந்த வேலை எடுத்துக்காட்டுகிறது.
அனைத்து கரைப்பான்கள் மற்றும் வினைப்பொருட்கள் சிக்மா-ஆல்ட்ரிச், ஆல்ஃபா ஏசர், டிசிஐ அல்லது பிஷ்ஷர் சயின்டிஃபிக் ஆகியவற்றிலிருந்து வாங்கப்பட்டு முன் சுத்திகரிப்பு இல்லாமல் பயன்படுத்தப்பட்டன. முறையே 400 மெகா ஹெர்ட்ஸ் மற்றும் 100 மெகா ஹெர்ட்ஸில் பதிவுசெய்யப்பட்ட 1H மற்றும் 13C NMR நிறமாலைகள், JEOL ECS-400 400 மெகா ஹெர்ட்ஸ் நிறமாலை அல்லது ப்ரூக்கர் அவான்ஸ் II 400 மெகா ஹெர்ட்ஸ் நிறமாலை மற்றும் CDCl3 அல்லது (CD3)2SO ஐ கரைப்பானாகப் பயன்படுத்தி பெறப்பட்டன. அனைத்து எதிர்வினைகளும் யூனிக்சிஸ் ஃப்ளோசின் ஓட்ட வேதியியல் தளத்தைப் பயன்படுத்தி நிகழ்த்தப்பட்டன.
இந்த ஆய்வில் அனைத்து சாதனங்களையும் உருவாக்க UAM பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்த தொழில்நுட்பம் 1999 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, மேலும் அதன் தொழில்நுட்ப விவரங்கள், இயக்க அளவுருக்கள் மற்றும் அதன் கண்டுபிடிப்பிலிருந்து ஏற்பட்ட முன்னேற்றங்களை பின்வரும் வெளியிடப்பட்ட பொருட்கள் மூலம் ஆய்வு செய்யலாம்34,35,36,37. இந்த சாதனம் (படம் 1) ஒரு அதி-உயர் சக்தி, 9kW SonicLayer 4000® UAM அமைப்பைப் பயன்படுத்தி செயல்படுத்தப்பட்டது (ஃபேப்ரிசோனிக், OH, USA). ஓட்ட சாதனத்தை உருவாக்குவதற்கு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பொருட்கள் Cu-110 மற்றும் Al 6061 ஆகும். Cu-110 அதிக செப்பு உள்ளடக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது (குறைந்தபட்சம் 99.9% தாமிரம்), இது செப்பு-வினையூக்கிய எதிர்வினைகளுக்கு ஒரு நல்ல வேட்பாளராக அமைகிறது, எனவே இது ஒரு "மைக்ரோ ரியாக்டருக்குள் செயலில் உள்ள அடுக்காக" பயன்படுத்தப்படுகிறது. Al 6061 O ஒரு "மொத்த" பொருளாகவும், பகுப்பாய்விற்கு உட்பொதிக்கும் அடுக்காகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது; அலாய் துணை கூறு உட்பொதித்தல் மற்றும் Cu-110 அடுக்குடன் இணைந்த அனீல் செய்யப்பட்ட நிலை. Al 6061 O என்பது மிகவும் இணக்கமானதாகக் காட்டப்பட்டுள்ள ஒரு பொருள். UAM செயல்முறைகளுடன்38, 39, 40, 41 மற்றும் சோதனை செய்யப்பட்டு இந்த வேலையில் பயன்படுத்தப்படும் வினையாக்கிகளுடன் வேதியியல் ரீதியாக நிலையானதாகக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. Al 6061 O மற்றும் Cu-110 ஆகியவற்றின் கலவையும் UAM க்கு இணக்கமான பொருள் கலவையாகக் கருதப்படுகிறது, எனவே இந்த ஆய்வுக்கு ஏற்ற பொருளாகும். 38,42 இந்த சாதனங்கள் கீழே உள்ள அட்டவணை 1 இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.
உலை உற்பத்தி நிலைகள் (1) Al 6061 அடி மூலக்கூறு (2) செப்புப் படலமாக அமைக்கப்பட்ட கீழ் சேனலின் உற்பத்தி (3) அடுக்குகளுக்கு இடையில் வெப்ப மின்னிரட்டைகளை உட்பொதித்தல் (4) மேல் சேனல் (5) நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேற்றும் இடம் (6) ஒற்றைக்கல் உலை.
திரவப் பாதையின் வடிவமைப்புத் தத்துவம், சிப்பிற்குள் திரவம் பயணிக்கும் தூரத்தை அதிகரிக்க ஒரு சுருண்ட பாதையைப் பயன்படுத்துவதாகும், அதே நேரத்தில் சிப்பை நிர்வகிக்கக்கூடிய அளவில் வைத்திருக்க வேண்டும். இந்த தூர அதிகரிப்பு வினையூக்கி/வினையூக்கி தொடர்பு நேரத்தை அதிகரிக்கவும் சிறந்த தயாரிப்பு மகசூலை வழங்கவும் விரும்பத்தக்கது. சாதனத்திற்குள் கொந்தளிப்பான கலவையைத் தூண்டுவதற்கு சில்லுகள் நேரான பாதையின் முனைகளில் 90° வளைவுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. மேலும் மேற்பரப்புடன் (வினையூக்கி) திரவத்தின் தொடர்பு நேரத்தை அதிகரிக்கின்றன. அடையக்கூடிய கலவையை மேலும் அதிகரிக்க, உலை வடிவமைப்பு பாம்பு கலவைப் பிரிவில் நுழைவதற்கு முன்பு Y-சந்திப்பில் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு வினையூக்கி நுழைவாயில்களைக் கொண்டுள்ளது. அதன் வசிப்பிடத்தின் பாதியிலேயே நீரோடையை வெட்டும் மூன்றாவது நுழைவாயில், எதிர்கால பலபடி எதிர்வினை தொகுப்புகளின் வடிவமைப்பில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.
அனைத்து சேனல்களும் ஒரு சதுர சுயவிவரத்தைக் கொண்டுள்ளன (வரைவு கோணங்கள் இல்லை), இது சேனல் வடிவவியலை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் காலமுறை CNC அரைத்தலின் விளைவாகும். சேனல் பரிமாணங்கள் அதிக (மைக்ரோ ரியாக்டருக்கு) தொகுதி வெளியீட்டை உறுதி செய்வதற்காகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் பெரும்பாலான உள்ளடக்கிய திரவங்களுக்கு மேற்பரப்பு தொடர்புகளை (வினையூக்கிகள்) எளிதாக்கும் அளவுக்கு சிறியதாக இருக்கும். எதிர்வினைக்கான உலோக-திரவ சாதனங்களுடன் ஆசிரியர்களின் கடந்தகால அனுபவத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது பொருத்தமான அளவு. இறுதி சேனலின் உள் பரிமாணங்கள் 750 µm x 750 µm மற்றும் மொத்த உலை அளவு 1 மில்லி. வணிக ஓட்ட வேதியியல் உபகரணங்களுடன் சாதனத்தின் எளிய இடைமுகத்தை அனுமதிக்க வடிவமைப்பில் ஒரு ஒருங்கிணைந்த இணைப்பான் (1/4″—28 UNF நூல்) சேர்க்கப்பட்டுள்ளது. சேனல் அளவு படலப் பொருளின் தடிமன், அதன் இயந்திர பண்புகள் மற்றும் அல்ட்ராசோனிக்ஸ் உடன் பயன்படுத்தப்படும் பிணைப்பு அளவுருக்கள் ஆகியவற்றால் வரையறுக்கப்படுகிறது. கொடுக்கப்பட்ட பொருளுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட அகலத்தில், பொருள் உருவாக்கப்பட்ட சேனலில் "தொய்வடையும்". இந்த கணக்கீட்டிற்கு தற்போது குறிப்பிட்ட மாதிரி எதுவும் இல்லை, எனவே கொடுக்கப்பட்ட பொருள் மற்றும் வடிவமைப்பிற்கான அதிகபட்ச சேனல் அகலம் சோதனை ரீதியாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது; இந்த நிலையில், 750 μm அகலம் தொய்வை ஏற்படுத்தாது.
சதுர கட்டரைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் சேனலின் வடிவம் (சதுரம்) தீர்மானிக்கப்படுகிறது. வெவ்வேறு வெட்டும் கருவிகளைப் பயன்படுத்தி CNC இயந்திரங்களால் சேனல்களின் வடிவம் மற்றும் அளவை மாற்றலாம், இதனால் வெவ்வேறு ஓட்ட விகிதங்கள் மற்றும் பண்புகளைப் பெறலாம். 125 μm கருவியைப் பயன்படுத்தி வளைந்த வடிவ சேனலை உருவாக்குவதற்கான உதாரணத்தை மோனகன்45 இன் படைப்பில் காணலாம். படலம் அடுக்கு ஒரு சமதள பாணியில் படிந்திருக்கும் போது, ​​சேனல்களின் மீது படலப் பொருளின் மேலடுக்கு ஒரு தட்டையான (சதுர) பூச்சைக் கொண்டிருக்கும். இந்த வேலையில், சேனலின் சமச்சீர்நிலையைப் பராமரிக்க, ஒரு சதுர அவுட்லைன் பயன்படுத்தப்பட்டது.
உற்பத்தியில் முன்-திட்டமிடப்பட்ட இடைநிறுத்தத்தின் போது, ​​தெர்மோகப்பிள் வெப்பநிலை ஆய்வுகள் (வகை K) மேல் மற்றும் கீழ் சேனல் குழுக்களுக்கு இடையே சாதனத்திற்குள் நேரடியாக உட்பொதிக்கப்படுகின்றன (படம் 1 - நிலை 3). இந்த தெர்மோகப்பிள்கள் −200 முதல் 1350 °C வரையிலான வெப்பநிலை மாற்றங்களைக் கண்காணிக்க முடியும்.
25.4 மிமீ அகலம், 150 மைக்ரான் தடிமன் கொண்ட உலோகப் படலத்தைப் பயன்படுத்தி UAM ஹார்ன் மூலம் உலோகப் படிவு செயல்முறை செய்யப்படுகிறது. இந்த படலம் அடுக்குகள் முழு கட்டுமானப் பகுதியையும் உள்ளடக்கும் வகையில் அடுத்தடுத்த கீற்றுகளின் தொடரில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன; கழித்தல் செயல்முறை இறுதி நிகர வடிவத்தை உருவாக்குவதால் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பொருளின் அளவு இறுதி தயாரிப்பை விட பெரியது. உபகரணங்களின் வெளிப்புற மற்றும் உள் வரையறைகளை இயந்திரமயமாக்க CNC இயந்திரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதன் விளைவாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கருவி மற்றும் CNC செயல்முறை அளவுருக்களுக்கு சமமான உபகரணங்கள் மற்றும் சேனல்களின் மேற்பரப்பு பூச்சு ஏற்படுகிறது (இந்த எடுத்துக்காட்டில் தோராயமாக 1.6 μm Ra). பரிமாண துல்லியம் பராமரிக்கப்படுவதை உறுதிசெய்ய சாதன உற்பத்தி செயல்முறை முழுவதும் தொடர்ச்சியான, தொடர்ச்சியான மீயொலி பொருள் படிவு மற்றும் இயந்திர சுழற்சிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் முடிக்கப்பட்ட பகுதி CNC பூச்சு மில்லிங் துல்லிய நிலைகளை பூர்த்தி செய்யும். இந்த சாதனத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் சேனல் அகலம் படலம் பொருள் திரவ சேனலில் "தொய்வு" அடையாமல் இருப்பதை உறுதிசெய்யும் அளவுக்கு சிறியது, எனவே சேனல் ஒரு சதுர குறுக்குவெட்டை பராமரிக்கிறது. படலம் பொருள் மற்றும் UAM செயல்முறை அளவுருக்களில் சாத்தியமான இடைவெளிகள் ஒரு உற்பத்தி கூட்டாளரால் (ஃபேப்ரிசோனிக் எல்எல்சி, அமெரிக்கா) சோதனை ரீதியாக தீர்மானிக்கப்பட்டது.
கூடுதல் வெப்ப சிகிச்சை இல்லாமல் UAM பிணைப்பு இடைமுகம் 46, 47 இல் சிறிய தனிம பரவல் ஏற்படுவதாக ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன, எனவே இந்த வேலையில் உள்ள சாதனங்களுக்கு, Cu-110 அடுக்கு Al 6061 அடுக்கிலிருந்து வேறுபட்டு திடீரென மாறுகிறது.
முன் அளவீடு செய்யப்பட்ட 250 psi (1724 kPa) பின் அழுத்த சீராக்கி (BPR) ஒன்றை அணு உலையின் வெளியீட்டில் நிறுவி, அணு உலை வழியாக 0.1 முதல் 1 mL நிமிடம்-1 என்ற விகிதத்தில் தண்ணீரை பம்ப் செய்யவும். அமைப்பு நிலையான நிலையான அழுத்தத்தை பராமரிக்க முடியுமா என்பதை சரிபார்க்க, FlowSyn உள்ளமைக்கப்பட்ட அமைப்பு அழுத்த உணரியைப் பயன்படுத்தி அணு உலை அழுத்தம் கண்காணிக்கப்பட்டது. அணு உலைக்குள் பதிக்கப்பட்ட தெர்மோகப்பிள்களுக்கும் FlowSyn சிப் வெப்பமூட்டும் தட்டுக்குள் பதிக்கப்பட்டவற்றுக்கும் இடையிலான ஏதேனும் வேறுபாடுகளை அடையாளம் காண்பதன் மூலம் ஓட்ட உலை முழுவதும் சாத்தியமான வெப்பநிலை சாய்வுகள் சோதிக்கப்பட்டன. நிரல்படுத்தக்கூடிய ஹாட்பிளேட் வெப்பநிலையை 25 °C அதிகரிப்புகளில் 100 முதல் 150 °C வரை மாற்றுவதன் மூலமும், திட்டமிடப்பட்ட மற்றும் பதிவுசெய்யப்பட்ட வெப்பநிலைகளுக்கு இடையிலான ஏதேனும் வேறுபாடுகளைக் குறிப்பிடுவதன் மூலமும் இது அடையப்படுகிறது. இது tc-08 தரவு பதிவாளரை (PicoTech, Cambridge, UK) மற்றும் அதனுடன் வரும் PicoLog மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி அடையப்பட்டது.
பினைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோத்தேன் ஆகியவற்றின் சைக்லோஅடிஷன் வினை நிலைமைகள் உகந்ததாக்கப்பட்டன (திட்டம் 1- பினைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோத்தேன் ஆகியவற்றின் சைக்லோஅடிஷன் திட்டம் 1- பினைல்அசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோத்தேன் ஆகியவற்றின் சைக்லோஅடிஷன்). இந்த உகப்பாக்கம் வெப்பநிலை மற்றும் குடியிருப்பு நேரத்தை மாறி அளவுருக்களாகப் பயன்படுத்தி, அல்கைன்:அசைடு விகிதத்தை 1:2 இல் நிர்ணயிக்கும் போது, ​​சோதனைகளின் முழு காரணி வடிவமைப்பு (DOE) அணுகுமுறையால் செய்யப்பட்டது.
சோடியம் அசைடு (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), அயோடோஎத்தேன் (0.25 M, DMF), மற்றும் பினைல்அசிட்டிலீன் (0.125 M, DMF) ஆகியவற்றின் தனித்தனி கரைசல்கள் தயாரிக்கப்பட்டன. ஒவ்வொரு கரைசலிலும் 1.5 மில்லி அலிகோட் கலக்கப்பட்டு, விரும்பிய ஓட்ட விகிதம் மற்றும் வெப்பநிலையில் உலை வழியாக செலுத்தப்பட்டது. மாதிரி பதில் ட்ரையசோல் தயாரிப்பின் உச்ச பரப்பளவு விகிதமாக பினைல்அசிட்டிலீன் தொடக்கப் பொருளுக்கு எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டது மற்றும் உயர் செயல்திறன் திரவ குரோமடோகிராபி (HPLC) மூலம் தீர்மானிக்கப்பட்டது. பகுப்பாய்வின் நிலைத்தன்மைக்கு, எதிர்வினை கலவை உலையை விட்டு வெளியேறிய உடனேயே அனைத்து எதிர்வினைகளும் மாதிரி செய்யப்பட்டன. உகப்பாக்கத்திற்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அளவுரு வரம்புகள் அட்டவணை 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
அனைத்து மாதிரிகளும் குவாட்டர்னரி பம்ப், நெடுவரிசை அடுப்பு, மாறி அலைநீள UV கண்டறிதல் மற்றும் ஆட்டோசாம்ப்ளர் ஆகியவற்றைக் கொண்ட குரோமாஸ்டர் HPLC அமைப்பை (VWR, PA, USA) பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. இந்த நெடுவரிசை ஒரு சமன்பாடு 5 C18 (VWR, PA, USA), 4.6 × 100 மிமீ அளவு, 5 µm துகள் அளவு, 40 °C இல் பராமரிக்கப்படுகிறது. கரைப்பான் ஐசோக்ராடிக் 50:50 மெத்தனால்: 1.5 mL.min-1 ஓட்ட விகிதத்தில் நீர். ஊசி அளவு 5 µL மற்றும் கண்டறிதல் அலைநீளம் 254 nm ஆகும். DOE மாதிரிக்கான % உச்சப் பகுதி எஞ்சிய அல்கைன் மற்றும் ட்ரையசோல் தயாரிப்புகளின் உச்சப் பகுதிகளிலிருந்து மட்டுமே கணக்கிடப்பட்டது. தொடக்கப் பொருளை உட்செலுத்துவது தொடர்புடைய சிகரங்களை அடையாளம் காண அனுமதிக்கிறது.
உலை பகுப்பாய்வு வெளியீட்டை MODDE DOE மென்பொருளுடன் (Umetrics, Malmö, Sweden) இணைப்பது, முடிவுகளின் போக்குகளை முழுமையாக பகுப்பாய்வு செய்வதற்கும், இந்த சுழற்சி சேர்க்கைக்கான உகந்த எதிர்வினை நிலைமைகளை தீர்மானிப்பதற்கும் அனுமதித்தது. உள்ளமைக்கப்பட்ட உகப்பாக்கியை இயக்குவதும், அனைத்து முக்கியமான மாதிரி சொற்களையும் தேர்ந்தெடுப்பதும், அசிட்டிலீன் தொடக்கப் பொருளுக்கான உச்சப் பகுதியைக் குறைக்கும் அதே வேளையில், தயாரிப்பு உச்சப் பகுதியை அதிகரிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட எதிர்வினை நிலைமைகளின் தொகுப்பை வழங்குகிறது.
ஒவ்வொரு ட்ரையசோல் சேர்ம நூலகத்தின் தொகுப்புக்கு முன், வினை அறை வழியாக பாயும் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு (36%) கரைசலைப் பயன்படுத்தி (ஓட்ட விகிதம் = 0.4 மிலி நிமிடம்-1, குடியிருப்பு நேரம் = 2.5 நிமிடம்) வினையூக்க வினை அறைக்குள் மேற்பரப்பு தாமிரத்தின் ஆக்சிஜனேற்றம் அடையப்பட்டது.
உகந்த நிலைமைகளின் தொகுப்பு அடையாளம் காணப்பட்டவுடன், அவை ஒரு சிறிய நூலகத் தொகுப்பைத் தொகுக்க அனுமதிக்க அசிட்டிலீன் மற்றும் ஹாலோஅல்கேன் வழித்தோன்றல்களின் வரம்பில் பயன்படுத்தப்பட்டன, இதன் மூலம் இந்த நிலைமைகளை பரந்த அளவிலான சாத்தியமான வினைப்பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்துவதற்கான திறனை நிறுவியது (படம் 1).2).
சோடியம் அசைடு (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), ஹாலோஆல்கேன்கள் (0.25 M, DMF) மற்றும் ஆல்கைன்கள் (0.125 M, DMF) ஆகியவற்றின் தனித்தனி கரைசல்களைத் தயாரிக்கவும். ஒவ்வொரு கரைசலிலும் 3 மில்லி அலிகோட்கள் கலக்கப்பட்டு 75 µL.min-1 மற்றும் 150 °C வெப்பநிலையில் உலை வழியாக செலுத்தப்பட்டன. மொத்த அளவு ஒரு குப்பியில் சேகரிக்கப்பட்டு 10 மில்லி எத்தில் அசிடேட்டுடன் நீர்த்தப்பட்டது. மாதிரி கரைசல் 3 × 10 மில்லி தண்ணீரில் கழுவப்பட்டது. நீர் அடுக்குகள் இணைக்கப்பட்டு 10 மில்லி எத்தில் அசிடேட்டுடன் பிரித்தெடுக்கப்பட்டன; பின்னர் கரிம அடுக்குகள் இணைக்கப்பட்டு, 3 x 10 மில்லி உப்புநீரில் கழுவப்பட்டு, MgSO4 இல் உலர்த்தப்பட்டு வடிகட்டப்பட்டன, பின்னர் கரைப்பான் வெற்றிடத்தில் அகற்றப்பட்டது. HPLC,1H NMR,13C NMR மற்றும் உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (HR-MS) ஆகியவற்றின் கலவையால் பகுப்பாய்வு செய்வதற்கு முன்பு, எத்தில் அசிடேட்டைப் பயன்படுத்தி சிலிக்கா ஜெல்லில் நெடுவரிசை குரோமடோகிராபி மூலம் மாதிரிகள் சுத்திகரிக்கப்பட்டன.
அனைத்து நிறமாலைகளும் ESI ஐ அயனியாக்கம் மூலமாகக் கொண்ட தெர்மோஃபிஷர் துல்லிய ஆர்பிட்ராப் தெளிவுத்திறன் நிறை நிறமாலைமானியைப் பயன்படுத்தி பெறப்பட்டன. அனைத்து மாதிரிகளும் அசிட்டோனிட்ரைலை கரைப்பானாகப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்டன.
அலுமினிய ஆதரவு சிலிக்கா தகடுகளில் TLC பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. தட்டுகள் UV ஒளி (254 nm) அல்லது வெண்ணிலின் சாயம் மற்றும் வெப்பமாக்கல் மூலம் காட்சிப்படுத்தப்பட்டன.
அனைத்து மாதிரிகளும் ஆட்டோசாம்ப்ளர், நெடுவரிசை அடுப்பு பைனரி பம்ப் மற்றும் ஒற்றை அலைநீளக் கண்டறிதல் ஆகியவற்றைக் கொண்ட VWR குரோமாஸ்டர் (VWR இன்டர்நேஷனல் லிமிடெட், லைட்டன் பஸ்ஸார்ட், UK) அமைப்பைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. பயன்படுத்தப்பட்ட நெடுவரிசை ACE சமன்பாடு 5 C18 (150 × 4.6 மிமீ, அட்வான்ஸ்டு குரோமடோகிராபி டெக்னாலஜிஸ் லிமிடெட், அபெர்டீன், ஸ்காட்லாந்து).
ஊசிகள் (5 µL) நீர்த்த கச்சா எதிர்வினை கலவையிலிருந்து (1:10 நீர்த்தல்) நேரடியாக தயாரிக்கப்பட்டு, மெத்தனால் (50:50 அல்லது 70:30) தண்ணீரில் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன, சில மாதிரிகள் 70:30 கரைப்பான் அமைப்பை (நட்சத்திர எண்ணாகக் குறிக்கப்படுகிறது) 1.5 மிலி/நிமிடம் ஓட்ட விகிதத்தில் பயன்படுத்தின. நெடுவரிசை 40 °C இல் வைக்கப்பட்டது. கண்டறிதல் அலைநீளம் 254 nm ஆகும்.
மாதிரியின் % உச்சப் பகுதி, எஞ்சிய அல்கைனின் உச்சப் பகுதியிலிருந்து கணக்கிடப்பட்டது, ட்ரையசோல் தயாரிப்பு மட்டுமே, மேலும் தொடக்கப் பொருளின் ஊசி தொடர்புடைய சிகரங்களை அடையாளம் காண அனுமதித்தது.
அனைத்து மாதிரிகளும் தெர்மோ iCAP 6000 ICP-OES ஐப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. அனைத்து அளவுத்திருத்த தரநிலைகளும் 2% நைட்ரிக் அமிலத்தில் (SPEX Certi Prep) 1000 ppm Cu நிலையான கரைசலைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்டன. அனைத்து தரநிலைகளும் 5% DMF மற்றும் 2% HNO3 கரைசலில் தயாரிக்கப்பட்டன, மேலும் அனைத்து மாதிரிகளும் மாதிரி DMF-HNO3 கரைசலில் 20 மடங்கு நீர்த்தப்பட்டன.
இறுதி அசெம்பிளியை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகத் தகடு பொருளுக்கு பிணைப்பு நுட்பமாக UAM மீயொலி உலோக வெல்டிங்கைப் பயன்படுத்துகிறது. மீயொலி உலோக வெல்டிங், அதிர்வுறும் உலோகக் கருவியை (ஹார்ன் அல்லது மீயொலி ஹார்ன் என்று அழைக்கப்படுகிறது) பயன்படுத்தி, பொருளை அதிர்வுறும் போது பிணைக்கப்பட வேண்டிய படலம் அடுக்கு/முன்பு ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட அடுக்குக்கு அழுத்தம் கொடுக்கிறது. தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டிற்கு, சோனோட்ரோட் உருளை வடிவமானது மற்றும் பொருளின் மேற்பரப்பில் உருண்டு, முழு பகுதியையும் பிணைக்கிறது. அழுத்தம் மற்றும் அதிர்வு பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​பொருளின் மேற்பரப்பில் உள்ள ஆக்சைடுகள் விரிசல் ஏற்படலாம். தொடர்ச்சியான அழுத்தம் மற்றும் அதிர்வு பொருளின் பள்ளங்களை சரிவதற்கு வழிவகுக்கும் 36. உள்ளூரில் தூண்டப்பட்ட வெப்பம் மற்றும் அழுத்தத்துடன் நெருக்கமான தொடர்பு பின்னர் பொருள் இடைமுகங்களில் திட-நிலை பிணைப்புக்கு வழிவகுக்கிறது; இது மேற்பரப்பு ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மூலம் ஒட்டுதலுக்கு உதவும். பிணைப்பு பொறிமுறையின் தன்மை, பிற சேர்க்கை உற்பத்தி நுட்பங்களில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள மாறி உருகும் வெப்பநிலை மற்றும் உயர் வெப்பநிலை பின்விளைவுகளுடன் தொடர்புடைய பல சிக்கல்களைச் சமாளிக்கிறது. இது பல்வேறு பொருட்களின் பல அடுக்குகளை ஒரே ஒருங்கிணைந்த கட்டமைப்பில் நேரடி பிணைப்பை (அதாவது, மேற்பரப்பு மாற்றம் இல்லாமல், நிரப்பிகள் அல்லது பசைகள் இல்லாமல்) அனுமதிக்கிறது.
UAM-க்கு இரண்டாவது சாதகமான காரணி, குறைந்த வெப்பநிலையில் கூட, அதாவது உலோகப் பொருட்களின் உருகுநிலைக்குக் கீழே, உலோகப் பொருட்களில் காணப்படும் அதிக அளவு பிளாஸ்டிக் ஓட்டமாகும். மீயொலி அலைவு மற்றும் அழுத்தத்தின் கலவையானது, பாரம்பரியமாக மொத்தப் பொருட்களுடன் தொடர்புடைய பெரிய வெப்பநிலை அதிகரிப்பு இல்லாமல், உள்ளூர் தானிய எல்லை இடம்பெயர்வு மற்றும் மறுபடிகமயமாக்கலின் உயர் மட்டங்களைத் தூண்டுகிறது. இறுதி அசெம்பிளியின் கட்டுமானத்தின் போது, ​​இந்த நிகழ்வை உலோகத் தகட்டின் அடுக்குகளுக்கு இடையில், அடுக்கு வாரியாக, செயலில் மற்றும் செயலற்ற கூறுகளை உட்பொதிக்கப் பயன்படுத்தலாம். ஆப்டிகல் ஃபைபர்கள் 49, வலுவூட்டல்கள் 46, எலக்ட்ரானிக்ஸ் 50 மற்றும் தெர்மோகப்பிள்கள் (இந்த வேலை) போன்ற கூறுகள் அனைத்தும் செயலில் மற்றும் செயலற்ற கூட்டு கூட்டங்களை உருவாக்க UAM கட்டமைப்புகளில் வெற்றிகரமாக உட்பொதிக்கப்பட்டுள்ளன.
இந்த வேலையில், UAM இன் வெவ்வேறு பொருள் பிணைப்பு மற்றும் இடைக்கணிப்பு சாத்தியக்கூறுகள் இரண்டும் இறுதி வினையூக்க வெப்பநிலை கண்காணிப்பு நுண் உலையை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
பல்லேடியம் (Pd) மற்றும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பிற உலோக வினையூக்கிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Cu வினையூக்கத்திற்கு பல நன்மைகள் உள்ளன: (i) பொருளாதார ரீதியாக, வினையூக்கத்தில் பயன்படுத்தப்படும் பல உலோகங்களை விட Cu குறைந்த விலை கொண்டது, எனவே இது வேதியியல் செயலாக்கத் தொழிலுக்கு ஒரு கவர்ச்சிகரமான விருப்பமாகும் (ii) Cu-வினையூக்கிய குறுக்கு-இணைப்பு வினைகளின் வரம்பு அதிகரித்து வருகிறது மற்றும் Pd-அடிப்படையிலான முறைகளுக்கு ஓரளவு நிரப்பியாகத் தெரிகிறது51,52,53 (iii) பிற லிகண்ட்கள் இல்லாத நிலையில் Cu-வினையூக்கிய வினைகள் சிறப்பாகச் செயல்படுகின்றன, இந்த லிகண்ட்கள் பெரும்பாலும் கட்டமைப்பு ரீதியாக எளிமையானவை மற்றும் விரும்பினால் மலிவானவை, அதேசமயம் Pd வேதியியலில் பயன்படுத்தப்படும்வை பெரும்பாலும் சிக்கலானவை, விலை உயர்ந்தவை மற்றும் காற்று உணர்திறன் கொண்டவை (iv) Cu, குறிப்பாக தொகுப்பில் ஆல்கைன்களை பிணைக்கும் திறனுக்காக அறியப்படுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, பைமெட்டாலிக்-வினையூக்கிய சோனோகாஷிரா இணைப்பு மற்றும் அசைடுகளுடன் சைக்லோடிஷன் (கிளிக் கெமிஸ்ட்ரி) (v)Cu உல்மேன்-வகை வினைகளில் பல நியூக்ளியோபில்களின் அரிலேஷனை ஊக்குவிக்கவும் முடியும்.
இந்த அனைத்து வினைகளின் பன்முகத்தன்மைக்கான எடுத்துக்காட்டுகள் சமீபத்தில் Cu(0) முன்னிலையில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. இது பெரும்பாலும் மருந்துத் தொழில் மற்றும் உலோக வினையூக்கி மீட்பு மற்றும் மறுபயன்பாடு மீதான வளர்ந்து வரும் கவனம் காரணமாகும்.55,56.
1960களில் ஹுய்சென் என்பவரால் முன்னோடியாகக் கருதப்பட்டது57, அசிட்டிலீன் மற்றும் அசைடு இடையே 1,2,3-ட்ரையசோலுக்கு 1,3-இருமுனை சைக்லோடிஷன் வினை ஒரு ஒருங்கிணைந்த செயல்விளக்க வினையாகக் கருதப்படுகிறது. இதன் விளைவாக வரும் 1,2,3 ட்ரையசோல் கூறுகள், அவற்றின் உயிரியல் பயன்பாடுகள் மற்றும் பல்வேறு சிகிச்சை முகவர்களில் பயன்படுத்தப்படுவதால், மருந்து கண்டுபிடிப்புத் துறையில் மருந்தகப் பொருளாக குறிப்பாக ஆர்வமாக உள்ளன.
ஷார்ப்லெஸ் மற்றும் பிறர் "கிளிக் கெமிஸ்ட்ரி" என்ற கருத்தை அறிமுகப்படுத்தியபோது இந்த எதிர்வினை மீண்டும் கவனத்திற்கு வந்தது. "கிளிக் கெமிஸ்ட்ரி" என்ற சொல், ஹெட்டோரோஅட்டம் இணைப்பு (CXC) வழியாக புதிய சேர்மங்கள் மற்றும் கூட்டு நூலகங்களின் விரைவான தொகுப்புக்கான வலுவான, நம்பகமான மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எதிர்வினைகளின் தொகுப்பை விவரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 60 இந்த எதிர்வினைகளின் செயற்கை ஈர்ப்பு அவற்றின் தொடர்புடைய உயர் மகசூலில் இருந்து உருவாகிறது, எதிர்வினை நிலைமைகள் எளிமையானவை, ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நீர் எதிர்ப்பு மற்றும் தயாரிப்பு பிரிப்பு எளிமையானது61.
கிளாசிக்கல் ஹுய்ஸ்ஜென் 1,3-இருமுனை சைக்லோடிஷன் "கிளிக் வேதியியல்" வகையைச் சேர்ந்தது அல்ல. இருப்பினும், மெடல் மற்றும் ஷார்ப்லெஸ் இந்த அசைடு-அல்கைன் இணைப்பு நிகழ்வு Cu(I) முன்னிலையில் 107 முதல் 108 வரை வினையூக்கப்படுத்தப்படாத 1,3-இருமுனை சைக்லோடிஷன் 62,63 குறிப்பிடத்தக்க விகித முடுக்கத்துடன் ஒப்பிடும்போது உள்ளதை நிரூபித்தன. இந்த மேம்படுத்தப்பட்ட எதிர்வினை பொறிமுறைக்கு பாதுகாக்கும் குழுக்கள் அல்லது கடுமையான எதிர்வினை நிலைமைகள் தேவையில்லை மற்றும் நேர அளவில் 1,4-பதிலீடு செய்யப்பட்ட 1,2,3-ட்ரையசோல்களுக்கு (எதிர்ப்பு- 1,2,3-ட்ரையசோல்) முழுமையான மாற்றம் மற்றும் தேர்ந்தெடுப்புக்கு அருகில் விளைகிறது (படம் 3).
வழக்கமான மற்றும் தாமிர-வினையூக்கிய ஹுயிஸ்ஜென் சைக்லோஆடிஷன்களின் ஐசோமெட்ரிக் முடிவுகள். Cu(I)-வினையூக்கிய ஹுயிஸ்ஜென் சைக்லோஆடிஷன்கள் 1,4-பதிலீடு செய்யப்பட்ட 1,2,3-ட்ரையசோல்களை மட்டுமே தருகின்றன, அதேசமயம் வெப்பத்தால் தூண்டப்பட்ட ஹுயிஸ்ஜென் சைக்லோஆடிஷன்கள் பொதுவாக 1,4- மற்றும் 1,5-ட்ரையசோல்ஸ் 1:1 அசோல்களின் ஸ்டீரியோஐசோமர்களின் கலவையை அளிக்கின்றன.
பெரும்பாலான நெறிமுறைகள் நிலையான Cu(II) மூலங்களைக் குறைப்பதை உள்ளடக்கியது, அதாவது CuSO4 அல்லது Cu(II)/Cu(0) இனங்களை சோடியம் உப்புகளுடன் இணைந்து இணைப்பது போன்றவை. மற்ற உலோக-வினையூக்கிய வினைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Cu(I) இன் பயன்பாடு மலிவானது மற்றும் கையாள எளிதானது என்ற முக்கிய நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.
வோரெல் மற்றும் பலர் மேற்கொண்ட இயக்கவியல் மற்றும் ஐசோடோபிக் லேபிளிங் ஆய்வுகள், முனைய ஆல்கைன்களைப் பொறுத்தவரை, ஒவ்வொரு மூலக்கூறின் அசைடை நோக்கிய வினைத்திறனை செயல்படுத்துவதில் இரண்டு சமமான தாமிரங்கள் ஈடுபட்டுள்ளன என்பதைக் காட்டியது. முன்மொழியப்பட்ட வழிமுறை, அசைடை σ-பிணைக்கப்பட்ட செப்பு அசிடைலைடுடன் π-பிணைக்கப்பட்ட செம்புடன் ஒரு நிலையான நன்கொடை லிகண்டாக ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட ஆறு-உறுப்பு செப்பு உலோக வளையத்தின் வழியாக செல்கிறது. ட்ரையசோலைல் செம்பு வழித்தோன்றல்கள் வளைய சுருக்கத்தால் உருவாகின்றன, அதைத் தொடர்ந்து ட்ரையசோல் தயாரிப்புகளை வழங்கவும் வினையூக்க சுழற்சியை மூடவும் புரோட்டான் சிதைவு ஏற்படுகிறது.
ஓட்ட வேதியியல் சாதனங்களின் நன்மைகள் நன்கு ஆவணப்படுத்தப்பட்டிருந்தாலும், இந்த அமைப்புகளில் இன்-லைன், இன்-சிட்டு, செயல்முறை கண்காணிப்புக்காக பகுப்பாய்வு கருவிகளை ஒருங்கிணைக்க விருப்பம் உள்ளது66,67. நேரடியாக உட்பொதிக்கப்பட்ட உணர்திறன் கூறுகளுடன் வினையூக்க ரீதியாக செயல்படும், வெப்ப கடத்தும் பொருட்களால் ஆன மிகவும் சிக்கலான 3D ஓட்ட உலைகளை வடிவமைத்து உற்பத்தி செய்வதற்கு UAM ஒரு பொருத்தமான முறையாக நிரூபிக்கப்பட்டது (படம் 4).
சிக்கலான உள் சேனல் அமைப்பு, உட்பொதிக்கப்பட்ட தெர்மோகப்பிள்கள் மற்றும் வினையூக்கி எதிர்வினை அறை ஆகியவற்றைக் கொண்ட மீயொலி சேர்க்கை உற்பத்தி (UAM) மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட அலுமினியம்-செப்பு ஓட்ட உலை. உள் திரவ பாதைகளைக் காட்சிப்படுத்த, ஸ்டீரியோலித்தோகிராஃபியைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட ஒரு வெளிப்படையான முன்மாதிரியும் காட்டப்பட்டுள்ளது.
எதிர்கால கரிம எதிர்வினைகளுக்காக உலைகள் தயாரிக்கப்படுவதை உறுதிசெய்ய, கரைப்பான்கள் கொதிநிலைக்கு மேல் பாதுகாப்பாக சூடாக்கப்பட வேண்டும்; அவை அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை சோதிக்கப்படுகின்றன. அதிகரித்த அமைப்பு அழுத்தம் (1.7 MPa) இருந்தாலும் கூட அமைப்பு நிலையான மற்றும் நிலையான அழுத்தத்தை பராமரிக்கிறது என்பதை அழுத்த சோதனை காட்டுகிறது. H2O ஐ திரவமாகப் பயன்படுத்தி அறை வெப்பநிலையில் ஹைட்ரோஸ்டேடிக் சோதனை செய்யப்பட்டது.
உட்பொதிக்கப்பட்ட (படம் 1) தெர்மோகப்பிளை வெப்பநிலை தரவு பதிவாளருடன் இணைப்பது, தெர்மோகப்பிள், FlowSyn அமைப்பில் திட்டமிடப்பட்ட வெப்பநிலையை விட 6 °C (± 1 °C) குளிராக இருப்பதைக் காட்டியது. பொதுவாக, வெப்பநிலையில் 10 °C அதிகரிப்பு எதிர்வினை வீதத்தை இரட்டிப்பாக்குகிறது, எனவே ஒரு சில டிகிரி வெப்பநிலை வேறுபாடு எதிர்வினை வீதத்தை கணிசமாக மாற்றும். உற்பத்தி செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களின் அதிக வெப்ப பரவல் காரணமாக உலை உடல் முழுவதும் வெப்பநிலை இழப்பு காரணமாக இந்த வேறுபாடு ஏற்படுகிறது. இந்த வெப்ப சறுக்கல் சீரானது, எனவே எதிர்வினையின் போது துல்லியமான வெப்பநிலை அடையப்படுவதையும் அளவிடப்படுவதையும் உறுதிசெய்ய உபகரண அமைப்பில் கணக்கிடப்படலாம். எனவே, இந்த ஆன்லைன் கண்காணிப்பு கருவி எதிர்வினை வெப்பநிலையை இறுக்கமாகக் கட்டுப்படுத்த உதவுகிறது மற்றும் மிகவும் துல்லியமான செயல்முறை உகப்பாக்கம் மற்றும் உகந்த நிலைமைகளின் வளர்ச்சியை எளிதாக்குகிறது. இந்த சென்சார்கள் எதிர்வினை வெப்பங்களை அடையாளம் காணவும், பெரிய அளவிலான அமைப்புகளில் ஓடும் எதிர்வினைகளைத் தடுக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
இந்த வேலையில் வழங்கப்பட்ட உலை, வேதியியல் உலைகளை உருவாக்குவதற்கு UAM தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான முதல் எடுத்துக்காட்டு மற்றும் இந்த சாதனங்களின் AM/3D அச்சிடலுடன் தற்போது தொடர்புடைய பல முக்கிய வரம்புகளை நிவர்த்தி செய்கிறது, அவை: (i) தாமிரம் அல்லது அலுமினிய அலாய் செயலாக்கம் தொடர்பான அறிக்கையிடப்பட்ட சிக்கல்களைச் சமாளித்தல் (ii) தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட லேசர் உருகுதல் (SLM) போன்ற தூள் படுக்கை இணைவு (PBF) நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடும்போது மேம்பட்ட உள் சேனல் தெளிவுத்திறன்25,69 மோசமான பொருள் ஓட்டம் மற்றும் கடினமான மேற்பரப்பு அமைப்பு26 (iii) சென்சார்களின் நேரடி பிணைப்பை எளிதாக்கும் குறைக்கப்பட்ட செயலாக்க வெப்பநிலை, இது தூள் படுக்கை தொழில்நுட்பத்தில் சாத்தியமில்லை, (v) பல்வேறு பொதுவான கரிம கரைப்பான்களுக்கு பாலிமர் அடிப்படையிலான கூறுகளின் கூறுகளின் மோசமான இயந்திர பண்புகள் மற்றும் உணர்திறனைக் கடக்கிறது17,19.
தொடர்ச்சியான ஓட்ட நிலைமைகளின் கீழ் தொடர்ச்சியான செப்பு-வினையூக்கப்பட்ட ஆல்கைன் அசைடு சைக்லோடிஷன் எதிர்வினைகள் மூலம் உலையின் செயல்பாடு நிரூபிக்கப்பட்டது (படம் 2). படம் 4 இல் விவரிக்கப்பட்டுள்ள மீயொலி-அச்சிடப்பட்ட செப்பு உலை ஒரு வணிக ஓட்ட அமைப்புடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு, சோடியம் குளோரைடு முன்னிலையில் அசிட்டிலீன் மற்றும் அல்கைல் குழுக்கள் ஹாலைடுகளின் வெப்பநிலை-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட எதிர்வினை மூலம் பல்வேறு 1,4-பதிலீடு செய்யப்பட்ட 1,2,3-ட்ரையசோல்களின் நூலக அசைடுகளை ஒருங்கிணைக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது (படம் 3). தொடர்ச்சியான ஓட்ட அணுகுமுறையின் பயன்பாடு தொகுதி செயல்முறைகளில் எழக்கூடிய பாதுகாப்பு கவலைகளைத் தணிக்கிறது, ஏனெனில் இந்த எதிர்வினை மிகவும் வினைத்திறன் மற்றும் ஆபத்தான அசைடு இடைநிலைகளை உருவாக்குகிறது [317], [318]. ஆரம்பத்தில், வினை ஃபைனிலசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோத்தேன் (திட்டம் 1 - ஃபைனிலசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோத்தேன் சைக்லோடிஷன்) (படம் 5 ஐப் பார்க்கவும்).
(மேல் இடது) 3DP உலையை ஓட்ட அமைப்பில் (மேல் வலது) இணைக்கப் பயன்படுத்தப்படும் அமைப்பின் திட்ட வரைபடம், ஃபைனிலசெட்டிலீன் மற்றும் அயோடோஈத்தேன் இடையேயான உகப்பாக்கத்திற்காகவும், உகந்த அளவுருக்கள் எதிர்வினை மாற்று விகிதத்தைக் காட்டுவதற்காகவும் ஹுய்ஸ்ஜென் சைக்ளோஆடிஷன் 57 திட்டத்தின் உகந்ததாக்கப்பட்ட (கீழ்) திட்டத்தில் பெறப்பட்டது.
அணு உலையின் வினையூக்கிப் பகுதியில் உள்ள வினைப்பொருட்களின் குடியிருப்பு நேரத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலமும், நேரடியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தெர்மோகப்பிள் ஆய்வு மூலம் எதிர்வினை வெப்பநிலையை உன்னிப்பாகக் கண்காணிப்பதன் மூலமும், குறைந்தபட்ச நேரம் மற்றும் பொருள் நுகர்வுடன் எதிர்வினை நிலைமைகளை விரைவாகவும் துல்லியமாகவும் மேம்படுத்த முடியும். 15 நிமிடங்கள் குடியிருப்பு நேரமும் 150 °C எதிர்வினை வெப்பநிலையும் பயன்படுத்தப்பட்டபோது அதிகபட்ச மாற்றங்கள் பெறப்பட்டன என்பது விரைவாக தீர்மானிக்கப்பட்டது. MODDE மென்பொருளின் குணக வரைபடத்திலிருந்து, குடியிருப்பு நேரம் மற்றும் எதிர்வினை வெப்பநிலை இரண்டும் முக்கியமான மாதிரி சொற்களாகக் கருதப்படுவதைக் காணலாம். இந்த தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சொற்களைப் பயன்படுத்தி உள்ளமைக்கப்பட்ட உகப்பாக்கியை இயக்குவது, தொடக்கப் பொருள் உச்ச பகுதிகளைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் தயாரிப்பு உச்ச பகுதிகளை அதிகரிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட எதிர்வினை நிலைமைகளின் தொகுப்பை உருவாக்குகிறது. இந்த உகப்பாக்கம் ட்ரையசோல் தயாரிப்பின் 53% மாற்றத்தை அளித்தது, இது 54% மாதிரி கணிப்புடன் நெருக்கமாகப் பொருந்தியது.
இந்த வினைகளில் பூஜ்ஜிய-வேலண்ட் செப்பு மேற்பரப்புகளில் தாமிர(I) ஆக்சைடு (Cu2O) ஒரு பயனுள்ள வினையூக்கி இனமாக செயல்பட முடியும் என்பதைக் காட்டும் இலக்கியங்களின் அடிப்படையில், ஓட்டத்தில் வினையை மேற்கொள்வதற்கு முன் உலை மேற்பரப்பை முன்கூட்டியே ஆக்ஸிஜனேற்றும் திறன் ஆராயப்பட்டது70,71. ஃபைனிலசிட்டிலீன் மற்றும் அயோடோஎத்தேன் இடையேயான வினை பின்னர் உகந்த நிலைமைகளின் கீழ் மீண்டும் செய்யப்பட்டது மற்றும் மகசூல் ஒப்பிடப்பட்டது. இந்த தயாரிப்பு தொடக்கப் பொருளின் மாற்றத்தில் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்புக்கு வழிவகுத்தது, இது >99% என கணக்கிடப்பட்டது. இருப்பினும், HPLC இன் கண்காணிப்பு இந்த மாற்றம் தோராயமாக 90 நிமிடங்கள் வரை அதிகப்படியான நீடித்த எதிர்வினை நேரத்தை கணிசமாகக் குறைத்தது என்பதைக் காட்டுகிறது, அதன் பிறகு செயல்பாடு சமன் செய்யப்பட்டு "நிலையான நிலையை" அடைகிறது. வினையூக்க செயல்பாட்டின் மூலமானது பூஜ்ஜிய-வேலண்ட் செப்பு அடி மூலக்கூறை விட மேற்பரப்பு செப்பு ஆக்சைடிலிருந்து பெறப்படுகிறது என்பதை இந்த அவதானிப்பு தெரிவிக்கிறது. Cu உலோகம் அறை வெப்பநிலையில் எளிதில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்டு சுய-பாதுகாப்பு அடுக்குகள் இல்லாத CuO மற்றும் Cu2O ஐ உருவாக்குகிறது. இது இணை-கலவைக்கு துணை செப்பு(II) மூலத்தைச் சேர்க்க வேண்டிய அவசியத்தை நீக்குகிறது71.