Nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچنىڭ نەشرىدە CSS قوللاش چەكلىك. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، يېڭىلانغان تور كۆرگۈچ ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى چەكلىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇ ئارىلىقتا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، تور بېكەتنى ئۇسلۇب ۋە JavaScriptسىز كۆرسىتىمىز.
بىرلا ۋاقىتتا ئۈچ سىيرىلما كۆرسىتىلگەن ئايلانما رەسىم. بىرلا ۋاقىتتا ئۈچ سىيرىلما ئىچىدە يۆتكىلىش ئۈچۈن «ئالدىنقى» ۋە «كېيىنكى» كۇنۇپكىلىرىنى ئىشلىتىڭ، ياكى بىرلا ۋاقىتتا ئۈچ سىيرىلما ئىچىدە يۆتكىلىش ئۈچۈن ئاخىرىدىكى سىيرىلما كۇنۇپكىلىرىنى ئىشلىتىڭ.
قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش تەتقىقاتچىلار ۋە سانائەتچىلەرنىڭ ئۆزلىرىنىڭ ئالاھىدە ئېھتىياجىنى قاندۇرۇش ئۈچۈن خىمىيىلىك ئۈسكۈنىلەرنى لايىھىلەش ۋە ئىشلەپچىقىرىش ئۇسۇلىنى ئۆزگەرتىۋاتىدۇ. بۇ ماقالىدە، بىز بىۋاسىتە بىرلەشتۈرۈلگەن كاتالىزاتورلۇق قىسىملار ۋە سېزىش ئېلېمېنتلىرى بىلەن قاتتىق مېتال تاختىنى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش (UAM) ئارقىلىق قاتلاش ئارقىلىق ھاسىل قىلىنغان ئېقىن رېئاكتورىنىڭ تۇنجى مىسالىنى دوكلات قىلىمىز. UAM تېخنىكىسى خىمىيىلىك رېئاكتورلارنىڭ قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك نۇرغۇن چەكلىمىلەرنى يېڭىپلا قالماي، يەنە بۇ خىل ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىقتىدارىنى زور دەرىجىدە كېڭەيتىدۇ. بىر قاتار بىئولوگىيىلىك جەھەتتىن مۇھىم 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلغان 1،2،3-ترىازول بىرىكمىلىرى UAM خىمىيە ئۈسكۈنىسىنى ئىشلىتىپ، Cu ئارقىلىق ۋاسىتىلىك 1،3-دىپوللۇق خۇيسگېن دەۋرىي قوشۇش رېئاكسىيەسى ئارقىلىق مۇۋەپپەقىيەتلىك سىنتېزلىنىپ، ئەلالاشتۇرۇلدى. UAM ۋە ئۈزلۈكسىز ئېقىن بىر تەرەپ قىلىشنىڭ ئۆزگىچە خۇسۇسىيەتلىرىدىن پايدىلىنىپ، بۇ ئۈسكۈنە داۋاملىشىۋاتقان رېئاكسىيەلەرنى كاتالىزاتورلىيالايدۇ، شۇنداقلا رېئاكسىيەلەرنى نازارەت قىلىش ۋە ئەلالاشتۇرۇش ئۈچۈن ھەقىقىي ۋاقىتلىق ئىنكاس بېرەلەيدۇ.
ئېقىم خىمىيەسى، كۆپ مىقداردىكى خىمىيەگە قارىغاندا كۆرۈنەرلىك ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە بولغاچقا، خىمىيەلىك بىرىكتۈرۈشنىڭ تاللاشچانلىقى ۋە ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش ئىقتىدارى سەۋەبىدىن، ئاكادېمىك ۋە سانائەت ساھەلىرىدە مۇھىم ۋە تەرەققىي قىلىۋاتقان ساھە بولۇپ ھېسابلىنىدۇ. بۇ ئاددىي ئورگانىك مولېكۇلالارنىڭ شەكىللىنىشىدىن1، دورىگەرلىك بىرىكمىلىرى2،3 ۋە تەبىئىي مەھسۇلاتلار4،5،6 گىچە بولغان دائىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. نېپىز خىمىيە ۋە دورىگەرلىك سانائىتىدىكى رېئاكسىيەلەرنىڭ %50 تىن كۆپرەكى ئۈزلۈكسىز ئېقىمدىن پايدىلىنىشى مۇمكىن7.
يېقىنقى يىللاردىن بۇيان، ئەنئەنىۋى ئەينەك قاچا-قۇچىلار ياكى ئېقىن خىمىيە ئۈسكۈنىلىرىنى ماسلىشالايدىغان خىمىيىلىك «رېئاكتورلار» بىلەن ئالماشتۇرۇشنى ئىزدەۋاتقان گۇرۇپپىلارنىڭ كۆپىيىش يۈزلىنىشى كۆرۈلدى8. بۇ ئۇسۇللارنىڭ تەكرار لايىھەلىنىشى، تېز ئىشلەپچىقىرىشى ۋە ئۈچ ئۆلچەملىك (3D) ئىقتىدارى ئۈسكۈنىلىرىنى مەلۇم بىر يۈرۈش رېئاكسىيە، ئۈسكۈنە ياكى شارائىتقا ماسلاشتۇرماقچى بولغانلار ئۈچۈن پايدىلىق. بۈگۈنگە قەدەر، بۇ خىزمەت ئاساسەن ستېرېئولىتوگرافىيە (SL)9،10،11، ئېرىتىلگەن چۆكمە مودېللاشتۇرۇش (FDM)8،12،13،14 ۋە سىيا پۈركۈش بېسىش7،15 قاتارلىق پولىمېر ئاساسلىق 3D بېسىش تېخنىكىلىرىنى ئىشلىتىشكە مەركەزلەشكەن. ، 16. بۇ خىل ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىشەنچلىكلىكى ۋە كەڭ دائىرىلىك خىمىيىلىك رېئاكسىيە/ئانالىزلارنى ئېلىپ بېرىش ئىقتىدارىنىڭ يېتەرسىزلىكى17، 18، 19، 20 بۇ ساھەدە AM نىڭ كەڭ قوللىنىلىشىدىكى ئاساسلىق چەكلىمە ئامىلى17، 18، 19، 20.
ئېقىن خىمىيىسىنىڭ ئىشلىتىلىشى بارغانسېرى كۆپىيىۋاتقانلىقى ۋە AM نىڭ پايدىلىق خۇسۇسىيەتلىرى سەۋەبىدىن، ئىشلەتكۈچىلەرنىڭ خىمىيىلىك ۋە ئانالىز قىلىش ئىقتىدارى ياخشىلانغان ئېقىن رېئاكسىيە قاچىلىرىنى ياساشىغا يول قويىدىغان تېخىمۇ ياخشى تېخنىكىلارنى تەتقىق قىلىش كېرەك. بۇ ئۇسۇللار ئىشلەتكۈچىلەرنىڭ كەڭ دائىرىلىك رېئاكسىيە شارائىتىدا ئىشلەيدىغان يۇقىرى كۈچلۈك ياكى ئىقتىدارلىق ماتېرىياللار ئىچىدىن تاللاش قىلىشىغا يول قويۇشى، شۇنداقلا ئۈسكۈنىدىن ھەر خىل ئانالىز چىقىرىش شەكىللىرىنى قولايلاشتۇرۇپ، رېئاكسىيەنى نازارەت قىلىش ۋە كونترول قىلىشقا شارائىت يارىتىشى كېرەك.
خاسلاشتۇرۇلغان خىمىيىلىك رېئاكتورلارنى تەرەققىي قىلدۇرۇشتا ئىشلىتىشكە بولىدىغان بىر خىل قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش جەريانى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش (UAM). بۇ قاتتىق ھالەتلىك تاختا لامىناتسىيە ئۇسۇلى نېپىز مېتال يوپۇقلارغا ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى تىترەشلىرىنى قوللىنىپ، ئۇلارنى قەۋەت-قەۋەت قىلىپ بىر-بىرىگە چاپلايدۇ، بۇنىڭ بىلەن ئەڭ ئاز ھەجىملىك ​​قىزىتىش ۋە يۇقىرى دەرىجىدىكى سۇلياۋ ئېقىمى 21، 22، 23 بولىدۇ. باشقا كۆپىنچە AM تېخنىكىلىرىدىن پەرقلىق ھالدا، UAM نى بىۋاسىتە ئايرىش ئىشلەپچىقىرىشى بىلەن بىرلەشتۈرۈشكە بولىدۇ، بۇ ئارىلاشما ئىشلەپچىقىرىش جەريانى دەپ ئاتىلىدۇ، بۇ جەرياندا دەۋرىيلىك ئورۇندىكى سانلىق كونترول (CNC) فرېزىلاش ياكى لازېرلىق بىر تەرەپ قىلىش چاپلانغان ماتېرىيال قەۋىتىنىڭ ساپ شەكلىنى بەلگىلەيدۇ 24، 25. بۇ دېگەنلىك، ئىشلەتكۈچى كىچىك سۇيۇقلۇق قاناللىرىدىن قالغان ئەسلى قۇرۇلۇش ماتېرىياللىرىنى چىقىرىۋېتىش بىلەن مۇناسىۋەتلىك مەسىلىلەر بىلەنلا چەكلىنىپ قالمايدۇ، بۇ كۆپىنچە پاراشوك ۋە سۇيۇقلۇق سىستېمىلىرىدا ئۇچرايدۇ AM26، 27، 28. بۇ لايىھە ئەركىنلىكى يەنە مەۋجۇت ماتېرىياللارنى تاللاشقىمۇ كېڭەيدى - UAM ئىسسىقلىق جەھەتتىن ئوخشاش ۋە ئوخشىمايدىغان ماتېرىياللارنىڭ بىرىكمىلىرىنى بىرلا جەريان باسقۇچىدا چاپلىيالايدۇ. ئېرىتىش جەريانىدىن باشقا ماتېرىيال بىرىكمىلىرىنى تاللاش، مەلۇم قوللىنىشچان پروگراممىلارنىڭ مېخانىكىلىق ۋە خىمىيىلىك تەلىپىنى تېخىمۇ ياخشى قاندۇرۇشقا بولىدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ. قاتتىق باغلىنىشتىن باشقا، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى باغلىنىشىدا يۈز بېرىدىغان يەنە بىر ھادىسە نىسبەتەن تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا پلاستىك ماتېرىياللارنىڭ يۇقىرى سۇيۇقلۇقىدۇر29،30،31،32،33. UAM نىڭ بۇ ئۆزگىچە ئالاھىدىلىكى مېخانىكىلىق/ئىسسىقلىق ئېلېمېنتلىرىنى مېتال قەۋەتلىرى ئارىسىغا بۇزۇلۇشسىز قويۇشقا يول قويىدۇ. ئىچىگە ئورنىتىلغان UAM سېنزورلىرى ئۈسكۈنىدىن ئىشلەتكۈچىگە بىرلەشتۈرۈلگەن ئانالىز ئارقىلىق ھەقىقىي ۋاقىتلىق ئۇچۇرلارنى يەتكۈزۈشنى ئاسانلاشتۇرالايدۇ.
ئاپتورلارنىڭ ئىلگىرىكى ئەسەرلىرى32 UAM جەريانىنىڭ سېزىش ئىقتىدارىغا ئىگە مېتال 3D مىكرو سۇيۇقلۇق قۇرۇلمىلىرىنى يارىتىش ئىقتىدارىنى نامايان قىلدى. بۇ ئۈسكۈنە پەقەت كۆزىتىش مەقسىتىدە ئىشلىتىلىدۇ. بۇ ماقالىدە UAM تەرىپىدىن ئىشلەپچىقىرىلغان مىكرو سۇيۇقلۇق خىمىيىلىك رېئاكتورنىڭ تۇنجى مىسالى كۆرسىتىلدى، بۇ ئاكتىپ ئۈسكۈنە قۇرۇلمىلىق جەھەتتىن بىرلەشتۈرۈلگەن كاتالىزاتور ماتېرىياللىرى بىلەن خىمىيىلىك سىنتېزنى كونترول قىلىپلا قالماي، يەنە قوزغىتىدۇ. بۇ ئۈسكۈنە 3D خىمىيىلىك ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرىشتا UAM تېخنىكىسى بىلەن مۇناسىۋەتلىك بىر قانچە ئەۋزەللىكلەرنى بىرلەشتۈرىدۇ، مەسىلەن: كومپيۇتېر ياردەملىك لايىھە (CAD) مودېلىدىن تولۇق 3D لايىھەنى بىۋاسىتە مەھسۇلاتقا ئايلاندۇرۇش ئىقتىدارى؛ يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە كاتالىزاتور ماتېرىياللىرىنى بىرلەشتۈرۈش ئۈچۈن كۆپ ماتېرىياللىق ئىشلەپچىقىرىش، شۇنداقلا رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسىنى ئېنىق كونترول قىلىش ۋە باشقۇرۇش ئۈچۈن رېئاكسىيە ئېقىمى ئارىسىغا بىۋاسىتە كىرگۈزۈلگەن ئىسسىقلىق سېنزورلىرى. رېئاكتورنىڭ ئىقتىدارىنى كۆرسىتىش ئۈچۈن، مىس كاتالىزاتورلانغان 1،3-دىپوللۇق خۇيسگېن سىكلوئاددىتسىيىسى ئارقىلىق دورىگەرلىك جەھەتتىن مۇھىم 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلغان 1،2،3-ترىئازول بىرىكمىلىرى كۇتۇپخانىسى سىنتېز قىلىندى. بۇ ئەسەر ماتېرىيال ئىلمى ۋە كومپيۇتېر ياردەملىك لايىھىلەشنى ئىشلىتىشنىڭ قانداق قىلىپ كۆپ ساھەلىك تەتقىقات ئارقىلىق خىمىيە ئۈچۈن يېڭى ئىمكانىيەت ۋە پۇرسەتلەرنى ئاچالايدىغانلىقىنى گەۋدىلەندۈرىدۇ.
بارلىق ئېرىتكۈچىلەر ۋە رېئاگېنتلار Sigma-Aldrich، Alfa Aesar، TCI ياكى Fischer Scientific دىن سېتىۋېلىنىپ، ئالدىن تازىلاشسىز ئىشلىتىلدى. ئايرىم-ئايرىم ھالدا 400 ۋە 100 MHz چاستوتا بىلەن خاتىرىلەنگەن 1H ۋە 13C NMR سپېكترى JEOL ECS-400 400 MHz سپېكترومېتىرى ياكى Bruker Avance II 400 MHz سپېكترومېتىرىدا CDCl3 ياكى (CD3)2SO ئېرىتكۈچى سۈپىتىدە ئىشلىتىلدى. بارلىق رېئاكسىيەلەر Uniqsis FlowSyn ئېقىم خىمىيە سۇپىسى ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى.
بۇ تەتقىقاتتىكى بارلىق ئۈسكۈنىلەرنى ياساش ئۈچۈن UAM ئىشلىتىلگەن. بۇ تېخنىكا 1999-يىلى ئىجاد قىلىنغان بولۇپ، ئۇنىڭ تېخنىكىلىق تەپسىلاتلىرى، ئىشلىتىش پارامېتىرلىرى ۋە ئىجاد قىلىنغاندىن بۇيانقى تەرەققىياتلىرىنى تۆۋەندىكى نەشر قىلىنغان ماتېرىياللار ئارقىلىق تەتقىق قىلىشقا بولىدۇ34،35،36،37. بۇ ئۈسكۈنە (1-رەسىم) ئېغىر يۈك كۆتۈرۈش ئىقتىدارىغا ئىگە 9 كىلوۋاتلىق SonicLayer 4000® UAM سىستېمىسى (Fabrisonic، ئوخېئو، ئامېرىكا) ئارقىلىق يولغا قويۇلغان. ئېقىن ئۈسكۈنىسى ئۈچۈن تاللانغان ماتېرىياللار Cu-110 ۋە Al 6061 ئىدى. Cu-110 نىڭ مىس مىقدارى يۇقىرى (ئەڭ ئاز بولغاندا 99.9% مىس) بولۇپ، مىس كاتالىزاتورلۇق رېئاكسىيەلەر ئۈچۈن ياخشى كاندىدات بولۇپ، شۇڭا مىكرو رېئاكتور ئىچىدىكى «ئاكتىپ قەۋەت» سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ. Al 6061O «كۆپ مىقداردىكى» ماتېرىيال سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ. شۇنداقلا ئانالىز قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان ئارىلاشما قەۋەت؛ ياردەمچى قېتىشما تەركىبلىرىنىڭ ئارىلاشمىسى ۋە Cu-110 قەۋىتى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن قىزىتىلغان ھالەت. بۇ خىزمەتتە ئىشلىتىلگەن رېئاگېنتلار بىلەن خىمىيىلىك جەھەتتىن مۇقىم ئىكەنلىكى بايقالغان. Cu-110 بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن Al 6061O نىڭ UAM ئۈچۈن ماس كېلىدىغان ماتېرىيال بىرىكمىسى دەپ قارىلىدۇ، شۇڭا بۇ تەتقىقات ئۈچۈن ماس كېلىدىغان ماتېرىيال38،42. بۇ ئۈسكۈنىلەر تۆۋەندىكى 1-جەدۋەلدە كۆرسىتىلدى.
رېئاكتور ياساش باسقۇچلىرى (1) 6061 ئاليۇمىن قېتىشمىسى ئاساس تاختىسى (2) مىس يوپۇرماقتىن ئاستىنقى قانال ياساش (3) قەۋەتلەر ئارىسىغا تېرموپارلارنى كىرگۈزۈش (4) ئۈستۈنكى قانال (5) كىرىش ۋە چىقىش ئېغىزى (6) مونولىت رېئاكتور.
سۇيۇقلۇق يولى لايىھىلەش پەلسەپىسى، كونترول قىلغىلى بولىدىغان چىپ چوڭلۇقىنى ساقلاپ قېلىش بىلەن بىرگە، چىپ ئىچىدىكى سۇيۇقلۇقنىڭ يۈرۈش ئارىلىقىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن ئەگرى-بۈگرى يول ئىشلىتىشتىن ئىبارەت. بۇ ئارىلىقنى ئاشۇرۇش كاتالىزاتور بىلەن رېئاكسىيە قىلغۇچىنىڭ ئۇچرىشىش ۋاقتىنى ئاشۇرۇش ۋە ئېسىل مەھسۇلات ئۈنۈمىنى تەمىنلەش ئۈچۈن پايدىلىق. چىپلار تۈز يولنىڭ ئۇچىدا 90 گرادۇسلۇق ئېگىلىش ئارقىلىق ئۈسكۈنە ئىچىدە قالايمىقان ئارىلاشتۇرۇشنى قوزغىتىدۇ44 ۋە سۇيۇقلۇقنىڭ يۈزە (كاتالىزاتور) بىلەن ئۇچرىشىش ۋاقتىنى ئاشۇرىدۇ. قولغا كەلتۈرگىلى بولىدىغان ئارىلاشتۇرۇشنى تېخىمۇ كۈچەيتىش ئۈچۈن، رېئاكتورنىڭ لايىھىسىدە ئارىلاشتۇرۇش چەمبىرىكى بۆلىكىگە كىرىشتىن بۇرۇن ئىككى رېئاكسىيە قىلغۇچى كىرىش ئېغىزى Y شەكىللىك ئۇلىنىش ئارقىلىق بىرلەشتۈرۈلگەن. ئۈچىنچى كىرىش ئېغىزى، ئۇنىڭ تۇرالغۇسىنىڭ يېرىمىدا ئېقىمنى كېسىپ ئۆتىدۇ، كەلگۈسىدىكى كۆپ باسقۇچلۇق سىنتېز رېئاكسىيەلىرى پىلانىغا كىرگۈزۈلگەن.
بارلىق قاناللارنىڭ كۋادرات شەكلى بار (كونۇس بۇلۇڭى يوق)، بۇ قانال گېئومېتىرىيەسىنى يارىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلگەن دەۋرىي CNC فرېزىرلاشنىڭ نەتىجىسى. قانالنىڭ ئۆلچىمى يۇقىرى (مىكرو رېئاكتور ئۈچۈن) ھەجىملىك ​​مەھسۇلات بىلەن تەمىنلەش ئۈچۈن تاللانغان، ئەمما ئۇنىڭدىكى كۆپ قىسىم سۇيۇقلۇقلارنىڭ يۈزى (كاتالىزاتورلار) بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىشىگە قولايلىق يارىتىدىغان دەرىجىدە كىچىك. مۇۋاپىق چوڭلۇق ئاپتورلارنىڭ مېتال-سۇيۇقلۇق رېئاكسىيە ئۈسكۈنىلىرى بىلەن بولغان ئىلگىرىكى تەجرىبىسىگە ئاساسلانغان. ئاخىرقى قانالنىڭ ئىچكى ئۆلچىمى 750 µm x 750 µm، رېئاكتورنىڭ ئومۇمىي ھەجىمى 1 مىللىلىتىر. ئۈسكۈنىنىڭ سودا ئېقىم خىمىيە ئۈسكۈنىلىرى بىلەن ئاسان ئۇلىنىشىنى تەمىنلەش ئۈچۈن لايىھەگە ئىچكى ئۇلىغۇچ (1/4″-28 UNF يىپ) كىرگۈزۈلگەن. قانالنىڭ چوڭلۇقى يوپۇرماق ماتېرىيالىنىڭ قېلىنلىقى، مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ۋە ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدا ئىشلىتىلىدىغان باغلىنىش پارامېتىرلىرى بىلەن چەكلىنىدۇ. بېرىلگەن ماتېرىيال ئۈچۈن بەلگىلىك كەڭلىكتە، ماتېرىيال ھاسىل قىلىنغان قانالغا «ئېگىلىدۇ». بۇ ھېسابلاش ئۈچۈن ھازىرچە كونكرېت مودېل يوق، شۇڭا بېرىلگەن ماتېرىيال ۋە لايىھەنىڭ ئەڭ چوڭ قانال كەڭلىكى تەجرىبە ئارقىلىق بېكىتىلىدۇ، بۇ خىل ئەھۋالدا 750 µm كەڭلىك ئېگىلىپ كېتىشنى كەلتۈرۈپ چىقارمايدۇ.
قانالنىڭ شەكلى (كۋادرات شەكلى) كۋادرات كېسىش ماشىنىسى ئارقىلىق بېكىتىلىدۇ. قاناللارنىڭ شەكلى ۋە چوڭلۇقىنى ھەر خىل كېسىش قوراللىرى ئارقىلىق CNC ماشىنىلىرىدا ئۆزگەرتكىلى بولىدۇ، بۇنىڭ بىلەن ھەر خىل ئېقىم سۈرئىتى ۋە ئالاھىدىلىكلىرىگە ئېرىشكىلى بولىدۇ. 125 µm قورال بىلەن ئەگرى قانال ياساشنىڭ مىسالىنى Monaghan45 دىن تاپقىلى بولىدۇ. يوپۇرماق قەۋىتى تۈز ئىشلىتىلگەندە، يوپۇرماق ماتېرىيالىنى قاناللارغا ئىشلىتىش تۈز (كۋادرات شەكلىدە) يۈزگە ئىگە بولىدۇ. بۇ ئەسەردە، قانال سىممېترىكلىقىنى ساقلاش ئۈچۈن كۋادرات شەكلى قوللىنىلدى.
ئىشلەپچىقىرىشتىكى پروگرامما بويىچە توختاپ قېلىش جەريانىدا، تېرموپار تېمپېراتۇرا سېنزورلىرى (K تىپلىق) بىۋاسىتە ئۈسكۈنىنىڭ ئۈستۈنكى ۋە ئاستىنقى قانال گۇرۇپپىلىرى ئارىسىغا ئورنىتىلىدۇ (1-رەسىم – 3-باسقۇچ). بۇ تېرموپارلار -200 دىن 1350 سېلسىيە گرادۇسقىچە بولغان تېمپېراتۇرا ئۆزگىرىشىنى كونترول قىلالايدۇ.
مېتال قۇيۇش جەريانى UAM مۈڭگۈزى ئارقىلىق 25.4 مىللىمېتىر كەڭلىكتىكى ۋە 150 مىكرون قېلىنلىقتىكى مېتال يوپۇرماق ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلىدۇ. بۇ يوپۇرماق قەۋەتلىرى پۈتۈن قۇرۇلۇش رايونىنى قاپلاش ئۈچۈن بىر قاتار قوشنا لېنتىلار شەكلىدە ئۇلىنىدۇ؛ قۇيۇلغان ماتېرىيالنىڭ چوڭلۇقى ئاخىرقى مەھسۇلاتتىن چوڭراق بولىدۇ، چۈنكى چىقىرىۋېتىش جەريانى ئاخىرقى پاكىز شەكىلنى ھاسىل قىلىدۇ. CNC پىششىقلاش ئۈسكۈنىنىڭ سىرتقى ۋە ئىچكى قىياپىتىنى ماشىنىدا ئىشلەش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ، نەتىجىدە ئۈسكۈنىنىڭ ۋە قاناللارنىڭ يۈزى تاللانغان قورال ۋە CNC جەريان پارامېتىرلىرىغا ماس كېلىدۇ (بۇ مىسالدا، تەخمىنەن 1.6 µm Ra). ئۈسكۈنىنىڭ ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا ئۆلچەم توغرىلىقىنى ساقلاش ۋە تەييارلانغان قىسىمنىڭ CNC ئىنچىكە فرېزېرلاش ئېنىقلىق سەۋىيەسىگە يېتىشىگە كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن ئۈزلۈكسىز، ئۈزلۈكسىز ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ماتېرىيال پۈركۈش ۋە پىششىقلاش دەۋرىيلىكى ئىشلىتىلىدۇ. بۇ ئۈسكۈنىدە ئىشلىتىلگەن قانالنىڭ كەڭلىكى يوپۇرماق ماتېرىيالىنىڭ سۇيۇقلۇق قانىلىدا «ئېگىلىپ» كەتمەسلىكىگە كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن يېتەرلىك كىچىك، شۇڭا قانالنىڭ كېسىشمە يۈزى بار. يوپۇرماق ماتېرىيالىدىكى مۇمكىن بولغان بوشلۇقلار ۋە UAM جەريانىنىڭ پارامېتىرلىرى ئىشلەپچىقىرىش شېرىكى (Fabrisonic LLC, USA) تەرىپىدىن تەجرىبە ئارقىلىق بېكىتىلدى.
تەتقىقاتلار شۇنى كۆرسەتتىكى، UAM بىرىكمىسىنىڭ 46، 47-نومۇرلۇق ئۇچىدا قوشۇمچە ئىسسىقلىق بىر تەرەپ قىلىنمىسا ئېلېمېنتلارنىڭ تارقىلىشى ئاز بولىدۇ، شۇڭا بۇ خىزمەتتىكى ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن Cu-110 قەۋىتى Al 6061 قەۋىتىدىن پەرقلىق بولۇپ، زور دەرىجىدە ئۆزگىرىدۇ.
رېئاكتورنىڭ ئاستى تەرىپىگە 250 psi (1724 kPa) بېسىمدا ئالدىن تەڭشەلگەن قايتىش بېسىم تەڭشىگۈچ (BPR) ئورنىتىڭ ۋە سۇنى رېئاكتور ئارقىلىق 0.1 دىن 1 ml min-1 گىچە سۈرئەت بىلەن پومپا قىلىڭ. سىستېمىنىڭ مۇقىم مۇقىم بېسىمنى ساقلىشىغا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن، سىستېمىغا ئورنىتىلغان FlowSyn بېسىم ئۆزگەرتكۈچ ئارقىلىق رېئاكتورنىڭ بېسىمى نازارەت قىلىندى. رېئاكتورغا ئورنىتىلغان تېرموپارلار بىلەن FlowSyn چىپىنىڭ قىزىتىش تاختىسىغا ئورنىتىلغان تېرموپارلار ئوتتۇرىسىدىكى پەرقنى ئىزدەش ئارقىلىق ئېقىم رېئاكتورىدىكى پوتېنسىيال تېمپېراتۇرا گرادىيېنتى سىناق قىلىندى. بۇ پروگراممىلانغان قىزىتىش تاختىسىنىڭ تېمپېراتۇرىسىنى 25 سېلسىيە گرادۇستا 100 دىن 150 سېلسىيە گرادۇسقىچە ئۆزگەرتىش ۋە پروگراممىلانغان ۋە خاتىرىلەنگەن تېمپېراتۇرا ئوتتۇرىسىدىكى پەرقنى نازارەت قىلىش ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇلىدۇ. بۇ tc-08 سانلىق مەلۇمات خاتىرىلىگۈچ (PicoTech، كامبرىج، ئەنگىلىيە) ۋە ئۇنىڭغا ماس كېلىدىغان PicoLog يۇمشاق دېتالى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇلدى.
فېنىلا ئاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇلۇش رېئاكسىيەسىنىڭ شەرتلىرى ئەلالاشتۇرۇلدى (1-سىخېما - فېنىلا ئاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇلۇش، 1-سىخېما - فېنىلا ئاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇلۇش). بۇ ئەلالاشتۇرۇش تولۇق ئامىللىق تەجرىبە لايىھىسى (DOE) ئۇسۇلى ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى، تېمپېراتۇرا ۋە تۇرۇش ۋاقتى ئۆزگەرگۈچى مىقدار سۈپىتىدە ئىشلىتىلىپ، ئالكىن: ئازىد نىسبىتى 1:2 گە تەڭشەلدى.
ناترىي ئازىد (0.25 M، 4:1 DMF:H2O)، يودوئېتان (0.25 M، DMF) ۋە فېنىلاتسېتىلېن (0.125 M، DMF) نىڭ ئايرىم ئېرىتمىلىرى تەييارلاندى. ھەر بىر ئېرىتمىنىڭ 1.5 مىللىلىتىرلىق بىر قىسمى ئارىلاشتۇرۇلۇپ، رېئاكتور ئارقىلىق خالىغان ئېقىم سۈرئىتى ۋە تېمپېراتۇرىدا پومپىلاندى. مودېلنىڭ ئىنكاسى تىرىئازول مەھسۇلاتىنىڭ چوققىسى بىلەن فېنىلاتسېتىلېننىڭ باشلانغۇچ ماتېرىيالىنىڭ نىسبىتى سۈپىتىدە ئېلىندى ۋە يۇقىرى ئۈنۈملۈك سۇيۇقلۇق خروماتوگرافىيەسى (HPLC) ئارقىلىق بېكىتىلدى. ئانالىز مۇقىملىقى ئۈچۈن، بارلىق رېئاكسىيەلەر رېئاكتور ئارىلاشمىسى رېئاكتوردىن چىققاندىن كېيىن دەرھال ئېلىندى. ئەلالاشتۇرۇش ئۈچۈن تاللانغان پارامېتىر دائىرىسى 2-جەدۋەلدە كۆرسىتىلدى.
بارلىق ئەۋرىشكىلەر تۆتىنچى دەرىجىلىك پومپا، تۈۋرۈكلۈك ئوچاق، ئۆزگىرىشچان دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى UV دېتېكتورى ۋە ئاپتوماتىك ئۈلگە ئېلىش ئۈسكۈنىسىدىن تەركىب تاپقان Chromaster HPLC سىستېمىسى (VWR، PA، ئامېرىكا) ئارقىلىق تەھلىل قىلىندى. تۈۋرۈك ئېكۋىۋالېنس 5 C18 (VWR، PA، ئامېرىكا)، 4.6 x 100 مىللىمېتىر، 5 µm زەررىچە چوڭلۇقى بولۇپ، 40 سېلسىيە گرادۇستا ساقلىنىدۇ. ئېرىتكۈچى 1.5 ml·min-1 ئېقىم سۈرئىتىدىكى ئىزوكراتىك مېتانول: سۇ 50:50 ئىدى. ئوكۇل قىلىش مىقدارى 5 μl، دېتېكتور دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 254 nm ئىدى. DOE ئەۋرىشكىسىنىڭ % چوققىسى پەقەت قالدۇق ئالكىن ۋە تىرىئازول مەھسۇلاتلىرىنىڭ چوققىسى رايونلىرىدىن ھېسابلىنىدۇ. باشلانغۇچ ماتېرىيالنىڭ كىرگۈزۈلۈشى ماس كېلىدىغان چوققىلارنى ئېنىقلاشقا شارائىت ھازىرلايدۇ.
رېئاكتور ئانالىزىنىڭ نەتىجىلىرىنى MODDE DOE يۇمشاق دېتالى (Umetrics، مالمۆ، شىۋېتسىيە) بىلەن بىرلەشتۈرۈش ئارقىلىق نەتىجىلەرنىڭ ئومۇميۈزلۈك يۈزلىنىش ئانالىزى ۋە بۇ ئايلانما قوشۇش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى رېئاكسىيە شارائىتىنى بېكىتىشكە يول قويۇلدى. ئىچكى ئەلالاشتۇرغۇچنى ئىجرا قىلىش ۋە بارلىق مۇھىم مودېل ئاتالغۇلىرىنى تاللاش، ئاتسېتىلېن خام ئەشياسىنىڭ چوققا رايونىنى ئازايتىش بىلەن بىر ۋاقىتتا، مەھسۇلاتنىڭ چوققا رايونىنى ئەڭ چوڭ دەرىجىدە ئاشۇرۇش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن بىر يۈرۈش رېئاكسىيە شارائىتىنى ھاسىل قىلىدۇ.
كاتالىزاتور رېئاكسىيە كامېراسىدىكى مىس يۈزىنىڭ ئوكسىدلىنىشى ھەر بىر تىرىئازول بىرىكمىسىنى سىنتېز قىلىشتىن بۇرۇن رېئاكسىيە كامېراسىدىن ئېقىۋاتقان (ئېقىش سۈرئىتى = 0.4 مىللىلىتىر مىنۇت-1، تۇرۇش ۋاقتى = 2.5 مىنۇت) ھىدروگېن پېروكسىد ئېرىتمىسى (36%) ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇلدى. كۈتۈپخانا.
ئەڭ ياخشى شەرتلەر بېكىتىلىپ بولغاندىن كېيىن، ئۇلار ئاتسېتىلېن ۋە گالوئالكان ھاسىلاتلىرىغا قوللىنىلىپ، كىچىك بىر سىنتېز كۇتۇپخانىسىنى تۈزۈشكە يول قويۇلدى، بۇ ئارقىلىق بۇ شەرتلەرنى تېخىمۇ كەڭ دائىرىدىكى رېئاگېنتلارغا قوللىنىش ئىمكانىيىتى يارىتىلدى (1-رەسىم). 2).
ناترىي ئازىد (0.25 M، 4:1 DMF:H2O)، گالوئالكان (0.25 M، DMF) ۋە ئالكىن (0.125 M، DMF) نىڭ ئايرىم ئېرىتمىلىرىنى تەييارلاڭ. ھەر بىر ئېرىتمىنىڭ 3 مىللىلىتىرلىق مىقدارى ئارىلاشتۇرۇلۇپ، 75 µl/min سۈرئىتى ۋە 150°C تېمپېراتۇرىدا رېئاكتور ئارقىلىق پومپىلاندى. پۈتۈن ھەجىم بوتۇلكىغا يىغىلىپ، 10 مىللىلىتىر ئېتىل ئاتسېتات بىلەن سۇيۇلدۇرۇلدى. ئەۋرىشكە ئېرىتمىسى 3 x 10 مىللىلىتىر سۇ بىلەن يۇيۇلدى. سۇلۇق قەۋەتلەر بىرلەشتۈرۈلۈپ، 10 مىللىلىتىر ئېتىل ئاتسېتات بىلەن ئېكىستراكسىيە قىلىندى، ئاندىن ئورگانىك قەۋەتلەر بىرلەشتۈرۈلۈپ، 3 × 10 مىللىلىتىر تۇز سۈيى بىلەن يۇيۇلدى، MgSO4 ئۈستىدە قۇرۇتۇلۇپ سۈزۈلدى، ئاندىن ئېرىتكۈچى ۋاكۇئۇمدا چىقىرىۋېتىلدى. ئەۋرىشكىلەر HPLC، 1H NMR، 13C NMR ۋە يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى ماسسا سپېكترومېتىرىيەسى (HR-MS) ئارقىلىق تەھلىل قىلىشتىن بۇرۇن ئېتىل ئاتسېتات ئىشلىتىپ كرېمنىي گېلى تۈۋرۈك خروماتوگرافىيەسى ئارقىلىق تازىلاندى.
بارلىق سپېكترلار ESI ئىئونلىنىش مەنبەسى بولغان Thermofischer Precision Orbitrap ماسسا سپېكترومېتىرى ئارقىلىق قولغا كەلتۈرۈلدى. بارلىق ئەۋرىشكىلەر ئاتسېتونىترىل ئېرىتكۈچى سۈپىتىدە ئىشلىتىلىپ تەييارلاندى.
TLC ئانالىزى ئاليۇمىن ئاساس قىلىنغان كرېمنىي تاختىلىرىدا ئېلىپ بېرىلدى. تاختىلار ئۇلترابىنەفشە نۇر (254 nm) ياكى ۋانىلىن بوياش ۋە قىزىتىش ئارقىلىق كۆرسىتىلدى.
بارلىق ئەۋرىشكىلەر ئاپتوماتىك ئۈلگە ئېلىش ئۈسكۈنىسى، تۈۋرۈكلۈك ئوچاقلىق ئىككىلىك پومپا ۋە يەككە دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى تەكشۈرگۈچ بىلەن تەمىنلەنگەن VWR Chromaster سىستېمىسى (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, ئەنگىلىيە) ئارقىلىق ئانالىز قىلىندى. ACE Equivalence 5 C18 تۈۋرۈكى (150 x 4.6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, شوتلاندىيە) ئىشلىتىلدى.
ئوكۇللار (5 µl) بىۋاسىتە سۇيۇقلاندۇرۇلغان خام رېئاكسىيە ئارىلاشمىسىدىن (1:10 سۇيۇقلاندۇرۇلغان) ئېلىپ بېرىلىپ، سۇ: مېتانول (50:50 ياكى 70:30) بىلەن ئانالىز قىلىندى، پەقەت بەزى ئەۋرىشكىلەر 70:30 ئېرىتكۈچى سىستېمىسى (يۇلتۇز نومۇرى دەپ بەلگىلىنىدۇ) ئارقىلىق 1.5 ml/min ئېقىم سۈرئىتىدە ئانالىز قىلىندى. بۇ تۈۋرۈك 40°C تېمپېراتۇرىدا ساقلاندى. دېتېكتورنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 254 نانومېتىر.
ئەۋرىشكىنىڭ % چوققىسى پەقەت تىرىئازول مەھسۇلاتى بولغان قالدۇق ئالكىننىڭ چوققىسى كۆلىمىدىن ھېسابلىنىدۇ، باشلانغۇچ ماتېرىيالنىڭ كىرگۈزۈلۈشى ماس كېلىدىغان چوققىلارنى ئېنىقلاشقا شارائىت ھازىرلىدى.
بارلىق ئەۋرىشكىلەر Thermo iCAP 6000 ICP-OES ئارقىلىق تەھلىل قىلىندى. بارلىق كالىبراتسىيە ئۆلچەملىرى %2 ئازوت كىسلاتاسىدىكى 1000 ppm Cu ئۆلچەملىك ئېرىتمىسى (SPEX Certi Prep) ئارقىلىق تەييارلاندى. بارلىق ئۆلچەملەر %5 DMF ۋە %2 HNO3 ئېرىتمىسىدە تەييارلاندى، ھەمدە بارلىق ئەۋرىشكىلەر DMF-HNO3 ئەۋرىشكىسى ئېرىتمىسى بىلەن 20 قېتىم سۇيۇلدۇرۇلدى.
UAM ئاخىرقى يىغىندىنى ياساشتا ئىشلىتىلىدىغان مېتال يوپۇرماقنى تۇتاشتۇرۇش ئۇسۇلى سۈپىتىدە ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى مېتال كەپشەرلەشنى ئىشلىتىدۇ. ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى مېتال كەپشەرلەشتە تىترەيدىغان مېتال قورالى (مۆڭگۈز ياكى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى مۈڭگۈزى دەپ ئاتىلىدۇ) ئارقىلىق يوپۇرماققا/ئىلگىرى بىرلەشتۈرۈلگەن قەۋەتكە ماتېرىيالنى تىترىتىش ئارقىلىق چاپلىنىدىغان/ئىلگىرى بىرلەشتۈرۈلگەن قەۋەتكە بېسىم ئىشلىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. ئۈزلۈكسىز ئىشلەش ئۈچۈن، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى سىلىندىر شەكلىدە بولۇپ، ماتېرىيالنىڭ يۈزىگە دومىلاپ، پۈتۈن رايوننى چاپلايدۇ. بېسىم ۋە تىترەش قوللىنىلغاندا، ماتېرىيالنىڭ يۈزىدىكى ئوكسىدلار يېرىلىپ كېتىشى مۇمكىن. ئۈزلۈكسىز بېسىم ۋە تىترەش ماتېرىيالنىڭ پۇراقسىزلىقىنى بۇزۇۋېتىشى مۇمكىن 36. يەرلىك ئىسسىقلىق ۋە بېسىم بىلەن زىچ ئۇچرىشىش ماتېرىيالنىڭ چېگرىسىدا قاتتىق باسقۇچلۇق باغلىنىشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ؛ ئۇ يەنە يۈزەكى ئېنېرگىيەنى ئۆزگەرتىش ئارقىلىق بىرلىشىشنى ئىلگىرى سۈرىدۇ48. باغلىنىش مېخانىزمىنىڭ تەبىئىتى باشقا قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش تېخنىكىلىرىدا تىلغا ئېلىنغان ئۆزگىرىشچان ئېرىتىش تېمپېراتۇرىسى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا تەسىرى بىلەن مۇناسىۋەتلىك نۇرغۇن مەسىلىلەرنى ھەل قىلىدۇ. بۇ، ھەر خىل ماتېرىياللارنىڭ بىر قانچە قەۋىتىنى بىۋاسىتە بىرلەشتۈرۈلگەن قۇرۇلمىغا ئۇلاش (يەنى يۈزەكى ئۆزگەرتىش، تولدۇرۇش ياكى يېلىم ئىشلەتمەسلىك) ئىمكانىيىتىنى بېرىدۇ.
CAM نىڭ ئىككىنچى پايدىلىق ئامىلى، مېتال ماتېرىياللاردا تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا، يەنى مېتال ماتېرىياللارنىڭ ئېرىش نۇقتىسىدىن خېلىلا تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا كۆزىتىلگەن يۇقىرى دەرىجىدىكى سۇلياۋ ئېقىمى. ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى تەۋرىنىشى ۋە بېسىمنىڭ بىرىكىشى، ئەنئەنىۋى ھالدا كۆپ مىقداردىكى ماتېرىياللار بىلەن مۇناسىۋەتلىك بولغان تېمپېراتۇرىنىڭ كۆرۈنەرلىك ئېشىشىسىز، يەرلىك دان چېگراسى كۆچۈشى ۋە قايتا كىرىستاللىشىشنىڭ يۇقىرى سەۋىيىسىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئاخىرقى يىغىندىنى ياساش جەريانىدا، بۇ ھادىسە مېتال يوپۇرماق قەۋەتلىرى ئارىسىغا قەۋەت-قەۋەت ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەركىبلەرنى كىرگۈزۈشكە ئىشلىتىلىدۇ. ئوپتىكىلىق تالا 49، كۈچەيتىش 46، ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر 50 ۋە تېرموپارلار (بۇ ئەسەر) قاتارلىق ئېلېمېنتلار UAM قۇرۇلمىسىغا مۇۋەپپەقىيەتلىك بىرلەشتۈرۈلۈپ، ئاكتىپ ۋە پاسسىپ بىرىكمە يىغىندىلارنى ھاسىل قىلدى.
بۇ ئەسەردە، كاتالىزاتور تېمپېراتۇرىسىنى كونترول قىلىش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى مىكرو رېئاكتورنى يارىتىش ئۈچۈن، ھەر خىل ماتېرىيال باغلاش ئىقتىدارى ۋە UAM ئارىلاشتۇرۇش ئىقتىدارى ئىشلىتىلدى.
پاللادىي (Pd) ۋە باشقا كۆپ ئىشلىتىلىدىغان مېتال كاتالىزاتورلارغا سېلىشتۇرغاندا، Cu كاتالىزاتورىنىڭ بىر قانچە ئەۋزەللىكى بار: (i) ئىقتىسادىي جەھەتتىن، Cu كاتالىزاتوردا ئىشلىتىلىدىغان باشقا نۇرغۇن مېتاللارغا قارىغاندا ئەرزان، شۇڭا خىمىيە سانائىتى ئۈچۈن جەلپ قىلارلىق تاللاش. (ii) Cu كاتالىزاتورلۇق كرېست ئۇلىنىش رېئاكسىيەلىرىنىڭ دائىرىسى كېڭىيىۋاتىدۇ ۋە Pd51، 52، 53 ئاساسلىق ئۇسۇللارغا ماس كېلىدۇ. (iii) Cu كاتالىزاتورلۇق رېئاكسىيەلەر باشقا لىگاندلار بولمىغاندا ياخشى ئىشلەيدۇ. بۇ لىگاندلار كۆپىنچە قۇرۇلما جەھەتتىن ئاددىي ۋە ئەرزان. ئەگەر ئېھتىياجلىق بولسا، Pd خىمىيەسىدە ئىشلىتىلىدىغانلىرى كۆپىنچە مۇرەككەپ، قىممەت ۋە ھاۋاغا سەزگۈر. (iv) Cu، بولۇپمۇ سىنتېز جەريانىدا ئالكىنلارنى باغلاش ئىقتىدارى بىلەن داڭلىق، مەسىلەن سونوگاشىرانىڭ قوش مېتاللىق كاتالىزاتورلۇق ئۇلىنىش ۋە ئازىدلار بىلەن سىكلو قوشۇش (كلىك خىمىيەسى) (v) Cu يەنە ئۇلمان تىپلىق رېئاكسىيەلەردە بەزى نۇكلېئوفىللارنىڭ ئارىلىشىشىنى ئىلگىرى سۈرەلەيدۇ.
يېقىندا، Cu(0) نىڭ قاتنىشىشى بىلەن بۇ رېئاكسىيەلەرنىڭ ھەممىسىنىڭ گېتېروگېنلىشىشىنىڭ مىساللىرى كۆرسىتىلدى. بۇ ئاساسلىقى دورىگەرلىك سانائىتى ۋە مېتال كاتالىزاتورلارنى قايتا ئىشلىتىش ۋە قايتا ئىشلىتىشكە بولغان دىققەتنىڭ ئېشىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك55،56.
1960-يىللاردا خۇيسگېن تەرىپىدىن تۇنجى قېتىم ئوتتۇرىغا قويۇلغان ئاتسېتىلېن بىلەن ئازىدنىڭ 1،2،3-ترىئازولغا بولغان 1،3-دىپولارلىق سىكلوقوشۇلۇش رېئاكسىيەسى57 بىرىكمە كۆرسىتىش رېئاكسىيەسى دەپ قارىلىدۇ. نەتىجىدە ھاسىل بولغان 1،2،3 ترىئازول پارچىلىرى بىئولوگىيىلىك قوللىنىلىشى ۋە ھەر خىل داۋالاش دورىلىرىدا ئىشلىتىلىشى سەۋەبىدىن دورىلارنى بايقاشتا فارماكوفور سۈپىتىدە ئالاھىدە قىزىقىشقا ئىگە58.
شارپلېس ۋە باشقىلار «كۈلۈش خىمىيىسى»59 دېگەن ئۇقۇمنى ئوتتۇرىغا قويغاندا، بۇ رېئاكسىيە قايتىدىن دىققەت قوزغىدى. «كۈلۈش خىمىيىسى» دېگەن سۆز يېڭى بىرىكمىلەرنى تېز سۈرئەتتە سىنتېز قىلىش ۋە گېتېروئاتوملۇق باغلىنىش (CXC)60 ئارقىلىق بىرىكمە كۈتۈپخانىلارنى تەسۋىرلەش ئۈچۈن كۈچلۈك ۋە تاللانغان رېئاكسىيەلەر توپلىمىنى تەسۋىرلەش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. بۇ رېئاكسىيەلەرنىڭ سىنتېزلىق جەلپ قىلىش كۈچى ئۇلارنىڭ يۇقىرى مەھسۇلات مىقدارى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. شارائىت ئاددىي، ئوكسىگېن ۋە سۇغا قارشى تۇرۇش ۋە مەھسۇلاتنى ئايرىش ئاسان61.
كلاسسىك 1،3-دىپوللۇق خۇيسگېن ئايلانما قوشۇلۇش ئۇسۇلى «چېكىش خىمىيىسى» تۈرىگە كىرمەيدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، مېدال ۋە شارپلېس بۇ ئازىد-ئالكىن قوشۇلۇش ۋەقەسىنىڭ Cu(I) نىڭ قاتنىشىشىدا 107–108 گە ئۇچرايدىغانلىقىنى، كاتالىزاتورلۇق بولمىغان 1،3-دىپوللۇق ئايلانما قوشۇلۇش سۈرئىتىنىڭ كۆرۈنەرلىك تېزلىنىشىگە سېلىشتۇرغاندا 62،63 ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى. بۇ ئىلغار رېئاكسىيە مېخانىزمى قوغداش گۇرۇپپىلىرىنى ياكى قاتتىق رېئاكسىيە شارائىتىنى تەلەپ قىلمايدۇ ھەمدە ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلغان 1،2،3-ترىئازوللارغا (ئانتى-1،2،3-ترىئازوللار) دېگۈدەك تولۇق ئۆزگەرتىش ۋە تاللاشچانلىقنى تەمىنلەيدۇ (3-رەسىم).
ئەنئەنىۋى ۋە مىس كاتالىزاتورلۇق خۇيسگېن سىكلوقوشۇشلىرىنىڭ ئىزومېتىرىيەلىك نەتىجىلىرى. Cu(I) كاتالىزاتورلۇق خۇيسگېن سىكلوقوشۇشلىرى پەقەت 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلمىغان 1،2،3-ترىئازوللارنى بېرىدۇ، ئىسسىقلىق ئارقىلىق ئىندۇكسىيەلەنگەن خۇيسگېن سىكلوقوشۇشلىرى ئادەتتە 1،4- ۋە 1،5-ترىئازوللارغا 1:1 نىسبەتتىكى ئازول ستېرېئوئىزومېرلىرى ئارىلاشمىسىنى بېرىدۇ.
كۆپىنچە ئۇسۇللار Cu(II) نىڭ مۇقىم مەنبەلىرىنى، مەسىلەن CuSO4 نى ياكى Cu(II)/Cu(0) بىرىكمىسىنى ناترىي تۇزلىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈپ قايتۇرۇشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. باشقا مېتال كاتالىزاتورلۇق رېئاكسىيەلەرگە سېلىشتۇرغاندا، Cu(I) نى ئىشلىتىشنىڭ ئاساسلىق ئەۋزەللىكى ئەرزان ۋە ئاسان بىر تەرەپ قىلىشتۇر.
Worrell قاتارلىقلارنىڭ كىنېتىكىلىق ۋە ئىزوتوپ تەتقىقاتى 65 ئاخىرقى ئالكىنلاردا، ئىككى خىل مىسنىڭ ھەر بىر مولېكۇلانىڭ ئازىدقا قارىتا رېئاكتىپلىقىنى قوزغىتىشقا قاتنىشىدىغانلىقىنى كۆرسەتتى. تەكلىپ قىلىنغان مېخانىزم ئازىدنىڭ σ-باغلانغان مىس ئاتسېتىلىد بىلەن π-باغلانغان مىسنىڭ مۇقىم بەرگۈچى بىرىكمە سۈپىتىدە ماسلىشىشى ئارقىلىق شەكىللەنگەن ئالتە ئەزالىق مىس مېتال ھالقىسى ئارقىلىق داۋاملىشىدۇ. مىس تىرىئازولىل ھاسىلاتلىرى ھالقىنىڭ قىسقىرىشى ۋە پروتون پارچىلىنىشى نەتىجىسىدە شەكىللىنىدۇ، ئاندىن تىرىئازول مەھسۇلاتلىرىنى ھاسىل قىلىدۇ ۋە كاتالىزاتور دەۋرىنى تاقايدۇ.
ئېقىم خىمىيىلىك ئۈسكۈنىلىرىنىڭ پايدىلىرى ياخشى خاتىرىلەنگەن بولسىمۇ، بۇ سىستېمىلارغا ئانالىز قوراللىرىنى بىرلەشتۈرۈپ، نەق مەيداندا ھەقىقىي ۋاقىتلىق جەرياننى نازارەت قىلىش ئىستىكى بار66،67. UAM نىڭ كاتالىزاتورلۇق ئاكتىپ، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللاردىن ياسالغان ۋە بىۋاسىتە سېزىش ئېلېمېنتلىرى ئورنىتىلغان ئىنتايىن مۇرەككەپ 3D ئېقىم رېئاكتورلىرىنى لايىھىلەش ۋە ئىشلەپچىقىرىشقا ماس كېلىدىغان ئۇسۇل ئىكەنلىكى ئىسپاتلاندى (4-رەسىم).
ئاليۇمىن-مىس ئېقىم رېئاكتورى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش (UAM) ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلغان بولۇپ، مۇرەككەپ ئىچكى قانال قۇرۇلمىسى، ئىچكى تېرموپار ۋە كاتالىزاتورلۇق رېئاكسىيە كامېراسىغا ئىگە. ئىچكى سۇيۇقلۇق يوللىرىنى كۆرۈنۈش ئۈچۈن، ستېرېئولىتوگرافىيە ئارقىلىق ياسالغان سۈزۈك ئۈلگە كۆرسىتىلدى.
رېئاكتورلارنىڭ كەلگۈسىدىكى ئورگانىك رېئاكسىيەلەر ئۈچۈن ياسىلىشىغا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن، ئېرىتكۈچىلەرنى قايناق نۇقتىسىدىن يۇقىرى دەرىجىدە بىخەتەر قىزىتىش كېرەك؛ ئۇلار بېسىم ۋە تېمپېراتۇرا سىنىقىدىن ئۆتىدۇ. بېسىم سىنىقى سىستېمىنىڭ سىستېمىدىكى يۇقىرى بېسىم (1.7 MPa) دىمۇ مۇقىم ۋە مۇقىم بېسىمنى ساقلايدىغانلىقىنى كۆرسەتتى. سۇيۇقلۇق سۈپىتىدە H2O ئىشلىتىلىپ، ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا گىدروستاتىك سىناق ئېلىپ بېرىلدى.
ئىچكى قىسىمدىكى (1-رەسىم) تېرموجۇپنى تېمپېراتۇرا سانلىق مەلۇمات خاتىرىلىگۈچكە ئۇلىغاندا، تېرموجۇپنىڭ تېمپېراتۇرىسى FlowSyn سىستېمىسىدىكى پروگراممىلانغان تېمپېراتۇرىدىن 6 سېلسىيە گرادۇس (± 1 سېلسىيە گرادۇس) تۆۋەن ئىكەنلىكى كۆرسىتىلدى. ئادەتتە، تېمپېراتۇرىنىڭ 10 سېلسىيە گرادۇس ئۆرلىشى رېئاكسىيە سۈرئىتىنى ئىككى ھەسسە ئاشۇرىدۇ، شۇڭا پەقەت بىر نەچچە گرادۇسلۇق تېمپېراتۇرا پەرقى رېئاكسىيە سۈرئىتىنى زور دەرىجىدە ئۆزگەرتەلەيدۇ. بۇ پەرق ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا ئىشلىتىلگەن ماتېرىياللارنىڭ يۇقىرى ئىسسىقلىق تارقىلىشى سەۋەبىدىن RPV دا تېمپېراتۇرا يوقىلىشىدىن كېلىپ چىقىدۇ. بۇ ئىسسىقلىق ئۆزگىرىشى مۇقىم بولۇپ، شۇڭا ئۈسكۈنىلەرنى تەڭشەشتە رېئاكسىيە جەريانىدا توغرا تېمپېراتۇرىغا يېتىش ۋە ئۆلچەش ئۈچۈن ئويلىشىشقا بولىدۇ. شۇڭا، بۇ توردا نازارەت قىلىش قورالى رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسىنى قاتتىق كونترول قىلىشقا ياردەم بېرىدۇ ھەمدە تېخىمۇ ئېنىق جەرياننى ئەلالاشتۇرۇش ۋە ئەڭ ياخشى شارائىتنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا تۆھپە قوشىدۇ. بۇ سېنزورلار يەنە ئېكزوتېرمىك رېئاكسىيەلەرنى بايقاش ۋە چوڭ تىپتىكى سىستېمىلاردا تېز سۈرئەتتە يۈز بېرىدىغان رېئاكسىيەلەرنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈنمۇ ئىشلىتىلىدۇ.
بۇ ماقالىدە كۆرسىتىلگەن رېئاكتور، UAM تېخنىكىسىنىڭ خىمىيىلىك رېئاكتورلارنى ياساشقا قوللىنىلىشىنىڭ تۇنجى مىسالى بولۇپ، بۇ ئۈسكۈنىلەرنى AM/3D بېسىش بىلەن مۇناسىۋەتلىك بىر قانچە چوڭ چەكلىمىلەرنى ھەل قىلىدۇ، مەسىلەن: (i) مىس ياكى ئاليۇمىن قېتىشمىسىنى پىششىقلاپ ئىشلەش بىلەن مۇناسىۋەتلىك مەسىلىلەرنى ھەل قىلىش (ii) تاللانغان لازېر ئېرىتىش (SLM) قاتارلىق پاراشوك قەۋىتى ئېرىتىش (PBF) ئۇسۇللىرىغا سېلىشتۇرغاندا ئىچكى قانال ئېنىقلىقىنى ياخشىلاش (25،69) ناچار ماتېرىيال ئېقىمى ۋە قوپال يۈزەكى تېكىستۇرىسى (26) تۆۋەن پىششىقلاپ ئىشلەش تېمپېراتۇرىسى، بۇ پاراشوك قەۋىتى تېخنىكىسىدا مۇمكىن بولمىغان سېنزورلارنى بىۋاسىتە ئۇلاشنى ئاسانلاشتۇرىدۇ (v) پولىمېر ئاساسلىق زاپچاسلارنىڭ ھەر خىل ئورتاق ئورگانىك ئېرىتكۈچىلەرگە بولغان ناچار مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ۋە سەزگۈرلۈكىنى ھەل قىلىش (17،19).
رېئاكتورنىڭ ئىقتىدارى ئۈزلۈكسىز ئېقىن شارائىتىدا بىر قاتار مىس كاتالىزاتورلۇق ئالكىنازىد ئايلانما قوشۇش رېئاكسىيەلىرى ئارقىلىق كۆرسىتىلدى (2-رەسىم). 4-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى بېسىلغان مىس رېئاكتور سودا ئېقىن سىستېمىسى بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ، ناترىي خىلورىد بار بولغان ئاتسېتىلېن ۋە ئالكىل گۇرۇپپىسى گالىدلىرىنىڭ تېمپېراتۇرا كونترول قىلىنىدىغان رېئاكسىيەسى ئارقىلىق ھەر خىل 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلغان 1،2،3-ترىئازوللارنىڭ ئازىد كۈتۈپخانىسىنى بىرىكتۈرۈشكە ئىشلىتىلدى (3-رەسىم). ئۈزلۈكسىز ئېقىن ئۇسۇلىنى قوللىنىش توپ جەريانلاردا پەيدا بولىدىغان بىخەتەرلىك مەسىلىلىرىنى ئازايتىدۇ، چۈنكى بۇ رېئاكسىيە يۇقىرى رېئاكسىيەلىك ۋە خەتەرلىك ئازىد ئارىلىق مەھسۇلاتلىرىنى ھاسىل قىلىدۇ [317]، [318]. دەسلەپتە، رېئاكسىيە فېنىلاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇشى ئۈچۈن ئەلالاشتۇرۇلغان (1-سىخېما – فېنىلاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇشى) (5-رەسىمگە قاراڭ).
(ئۈستۈنكى سول تەرەپ) رېئاكسىيەنىڭ ئەلالاشتۇرۇلغان ئايلاندۇرۇش نىسبىتى پارامېتىرلىرىنى كۆرسىتىش ۋە ئەلالاشتۇرۇش ئۈچۈن فېنىلاتسېتىلېن بىلەن يودوئېتان ئوتتۇرىسىدىكى Huisgen 57 ئايلانما قوشۇش لايىھىسىنىڭ ئەلالاشتۇرۇلغان (ئاستىقى) لايىھىسىدىن ئېرىشكەن ئېقىن سىستېمىسىغا (ئۈستۈنكى ئوڭ تەرەپ) 3DP رېئاكتورنى قوشۇش ئۈچۈن ئىشلىتىلگەن قۇرۇلمىنىڭ سىخېمىسى.
رېئاكتورنىڭ كاتالىزاتور بۆلىكىدە رېئاكسىيە قىلغۇچى ماددىلارنىڭ تۇرۇش ۋاقتىنى كونترول قىلىش ۋە بىۋاسىتە بىرلەشتۈرۈلگەن تېرموجۇپ سېنزورى ئارقىلىق رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسىنى ئەستايىدىل كۆزىتىش ئارقىلىق، ئەڭ ئاز ۋاقىت ۋە ماتېرىيال سەرپ قىلىپ، رېئاكسىيە شارائىتىنى تېز ۋە توغرا ئەلالاشتۇرغىلى بولىدۇ. تېزلا ئەڭ يۇقىرى ئۆزگەرتىش 15 مىنۇت تۇرۇش ۋاقتى ۋە 150 سېلسىيە گرادۇسلۇق رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسى ئارقىلىق قولغا كەلتۈرۈلگەنلىكى بايقالدى. MODDE يۇمشاق دېتالىنىڭ كوئېففىتسېنت دىئاگراممىسىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، تۇرۇش ۋاقتى ۋە رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسى مودېلنىڭ مۇھىم شەرتلىرى دەپ قارىلىدۇ. بۇ تاللانغان شەرتلەرنى ئىشلىتىپ ئىچكى ئەلالاشتۇرغۇچنى ئىجرا قىلىش، مەھسۇلات چوققىسى كۆلىمىنى ئەڭ چوڭ دەرىجىدە ئاشۇرۇش بىلەن بىر ۋاقىتتا باشلانغۇچ ماتېرىيال چوققىسى كۆلىمىنى ئازايتىش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن بىر يۈرۈش رېئاكسىيە شارائىتىنى ھاسىل قىلىدۇ. بۇ ئەلالاشتۇرۇش تىرىئازول مەھسۇلاتىنىڭ %53 ئۆزگەرتىشىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى، بۇ مودېلنىڭ %54 مۆلچەرىگە پۈتۈنلەي ماس كەلدى.