Nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچ نۇسخىسىدا CSS نى قوللاش چەكلىك. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، يېڭىلانغان تور كۆرگۈچ ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى ئېتىۋېتىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇ ئارىلىقتا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، تور بېكەتنى ئۇسلۇب ۋە JavaScriptسىز كۆرسىتىمىز.
قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش تەتقىقاتچىلار ۋە سانائەتچىلەرنىڭ ئۆزلىرىنىڭ ئالاھىدە ئېھتىياجىنى قاندۇرۇش ئۈچۈن خىمىيىلىك ئۈسكۈنىلەرنى لايىھىلەش ۋە ئىشلەپچىقىرىش ئۇسۇلىنى ئۆزگەرتىۋاتىدۇ. بۇ ئەسەردە، بىز قاتتىق ھالەتلىك مېتال تاختا لامىناتسىيە تېخنىكىسى ئارقىلىق شەكىللەنگەن ئېقىن رېئاكتورىنىڭ تۇنجى مىسالىنى دوكلات قىلىمىز. ئۇلترا ئاۋازلىق قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش (UAM) ئارقىلىق بىۋاسىتە بىرلەشتۈرۈلگەن كاتالىزاتورلۇق زاپچاسلار ۋە سېزىش ئېلېمېنتلىرى بىلەن. UAM تېخنىكىسى خىمىيىلىك رېئاكتورلارنىڭ قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك نۇرغۇن چەكلىمىلەرنى يېڭىپلا قالماي، يەنە بۇ خىل ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىقتىدارىنى زور دەرىجىدە ئاشۇرىدۇ. بىر قاتار بىئولوگىيىلىك مۇھىم 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلغان 1،2،3-ترىازول بىرىكمىلىرى مۇۋەپپەقىيەتلىك ھالدا سىنتېزلىنىپ، UAM خىمىيىلىك قۇرۇلمىسى ئارقىلىق Cu ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلغان Huisgen 1،3-دىپولارلىق ئايلانما قوشۇش رېئاكسىيەسى ئارقىلىق ئەلالاشتۇرۇلدى. UAM ۋە ئۈزلۈكسىز ئېقىن بىر تەرەپ قىلىشنىڭ ئۆزگىچە خۇسۇسىيەتلىرىدىن پايدىلىنىش ئارقىلىق، بۇ ئۈسكۈنە داۋاملىشىۋاتقان رېئاكسىيەلەرنى كاتالىزاتورلىيالايدۇ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا رېئاكسىيەنى نازارەت قىلىش ۋە ئەلالاشتۇرۇش ئۈچۈن ھەقىقىي ۋاقىتلىق ئىنكاس بىلەن تەمىنلەيدۇ.
ئېقىم خىمىيەسى، كۆپ مىقداردىكى خىمىيەگە قارىغاندا كۆرۈنەرلىك ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە بولغاچقا، خىمىيەلىك بىرىكتۈرۈشنىڭ تاللاشچانلىقى ۋە ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە بولغاچقا، ئاكادېمىك ۋە سانائەت ساھەلىرىدە مۇھىم ۋە تەرەققىي قىلىۋاتقان ساھە بولۇپ ھېسابلىنىدۇ. بۇ ئاددىي ئورگانىك مولېكۇلا شەكىللىنىشىدىن1، دورىگەرلىك بىرىكمىلىرى2،3 ۋە تەبىئىي مەھسۇلاتلار4،5،6 گىچە سوزۇلىدۇ. نېپىز خىمىيە ۋە دورىگەرلىك سانائىتىدىكى رېئاكسىيەلەرنىڭ %50 تىن كۆپرەكى ئۈزلۈكسىز ئېقىم بىر تەرەپ قىلىش تېخنىكىسىنى ئىشلىتىشتىن پايدا ئالالايدۇ7.
يېقىنقى يىللاردىن بۇيان، ئەنئەنىۋى ئەينەك قاچا-قۇچىلار ياكى ئېقىن خىمىيە ئۈسكۈنىلىرىنى خاسلاشتۇرغىلى بولىدىغان قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش (AM) خىمىيە «رېئاكسىيە قاچىلىرى»8 بىلەن ئالماشتۇرۇشنى ئويلىغان گۇرۇپپىلارنىڭ كۆپىيىشى يۈزلەندى. بۇ تېخنىكىلارنىڭ تەكرار لايىھەلىنىشى، تېز ئىشلەپچىقىرىشى ۋە 3 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 مودېلى (FDM)8،12،13،14 ۋە سىيا پۈركۈپ بېسىش 7، 15، 16 قاتارلىق پولىمېر ئاساسلىق 3D بېسىش تېخنىكىلىرىنى ئىشلىتىشكە مەركەزلەشكەن. بۇ خىل ئۈسكۈنىلەرنىڭ كەڭ دائىرىلىك خىمىيەلىك رېئاكسىيە/ئانالىزلارنى ئېلىپ بېرىش ئىقتىدارىنىڭ يېتەرلىك ئەمەسلىكى ۋە كۈچلۈك ئەمەسلىكى 17، 18، 19، 20 بۇ ساھەدە AM نى كەڭ كۆلەمدە يولغا قويۇشنىڭ ئاساسلىق چەكلىمە ئامىلى17، 18، 19، 20.
ئېقىن خىمىيىسىنىڭ ئىشلىتىلىشى بارغانسېرى كۆپىيىۋاتقانلىقى ۋە AM نىڭ پايدىلىق خۇسۇسىيەتلىرى سەۋەبىدىن، ئىشلەتكۈچىلەرنىڭ خىمىيىلىك ۋە ئانالىز ئىقتىدارى يۇقىرى بولغان ئېقىن رېئاكسىيە قاچىلىرىنى ياساشقا شارائىت ھازىرلايدىغان تېخىمۇ ئىلغار تېخنىكىلارنى تەتقىق قىلىشقا ئېھتىياج بار. بۇ تېخنىكىلار ئىشلەتكۈچىلەرنىڭ كەڭ دائىرىلىك رېئاكسىيە شارائىتىنى بىر تەرەپ قىلالايدىغان يۇقىرى چىداملىق ياكى ئىقتىدارلىق ماتېرىياللار ئىچىدىن تاللاش ئىمكانىيىتىگە ئىگە قىلىشى، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، ئۈسكۈنىدىن ھەر خىل ئانالىز چىقىرىش شەكىللىرىنى قولايلاشتۇرۇپ، رېئاكسىيەنى نازارەت قىلىش ۋە كونترول قىلىشقا شارائىت ھازىرلىشى كېرەك.
خاسلاشتۇرۇلغان خىمىيىلىك رېئاكتورلارنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە بولغان بىر خىل قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش جەريانى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش (UAM). بۇ قاتتىق ھالەتلىك تاختا لامىناتسىيە تېخنىكىسى نېپىز مېتال يوپۇقلارغا ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىنى قوللىنىپ، ئۇلارنى قاتلام-قاتلام قىلىپ بىرلەشتۈرىدۇ، بۇنىڭ ئۈچۈن ئەڭ ئاز مىقداردا قىزىتىش ۋە يۇقىرى دەرىجىدىكى سۇلياۋ ئېقىمى 21، 22، 23 ئىشلىتىلىدۇ. باشقا كۆپىنچە AM تېخنىكىلىرىدىن پەرقلىق ھالدا، UAM نى بىۋاسىتە ئايرىۋېتىش ئىشلەپچىقىرىشى بىلەن بىرلەشتۈرۈشكە بولىدۇ، بۇ ئارىلاشما ئىشلەپچىقىرىش جەريانى دەپ ئاتىلىدۇ، بۇ جەرياندا ئورنىدا دەۋرىي كومپيۇتېر سانلىق كونترول (CNC) فرېزىلاش ياكى لازېرلىق پىششىقلاش چاپلانغان ماتېرىيال قەۋىتىنىڭ تور شەكلىنى بەلگىلەيدۇ 24، 25. بۇ دېگەنلىك، ئىشلەتكۈچى كىچىك سۇيۇقلۇق قاناللىرىدىن قالغان خام قۇرۇلۇش ماتېرىياللىرىنى چىقىرىۋېتىش بىلەن مۇناسىۋەتلىك مەسىلىلەر بىلەن چەكلىنىپ قالمايدۇ، بۇ كۆپىنچە پاراشوك ۋە سۇيۇق AM سىستېمىلىرىدا كۆرۈلىدۇ 26، 27، 28. بۇ لايىھە ئەركىنلىكى يەنە مەۋجۇت ماتېرىيال تاللاشلىرىغىمۇ كېڭەيدى - UAM ئىسسىقلىق جەھەتتىن ئوخشاش ۋە ئوخشىمايدىغان ماتېرىيال بىرىكمىلىرىنى بىرلا جەريان باسقۇچىدا باغلىيالايدۇ. ئېرىتىش جەريانىدىن باشقا ماتېرىيال بىرىكمىلىرىنى تاللاش، مەلۇم قوللىنىشچان پروگراممىلارنىڭ مېخانىكىلىق ۋە خىمىيىلىك تەلىپىنى تېخىمۇ ياخشى قاندۇرغىلى بولىدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ. قاتتىق ھالەتلىك باغلىنىشتىن باشقا، يەنە بىر ھادىسىگە يولۇققان ... ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى باغلاش نىسبەتەن تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا پلاستىك ماتېرىياللارنىڭ يۇقىرى ئېقىمى29،30،31،32،33.UAM نىڭ بۇ ئۆزگىچە ئالاھىدىلىكى مېتال قەۋەتلىرى ئارىسىغا مېخانىكىلىق/ئىسسىقلىق ئېلېمېنتلىرىنى بۇزماي كىرگۈزۈشنى ئاسانلاشتۇرالايدۇ.UAM نىڭ ئىچىگە ئورنىتىلغان سېنزورلىرى ئۈسكۈنىدىن ئىشلەتكۈچىگە بىرلەشتۈرۈلگەن ئانالىز ئارقىلىق ھەقىقىي ۋاقىتلىق ئۇچۇرلارنى يەتكۈزۈشنى ئاسانلاشتۇرالايدۇ.
ئاپتورلارنىڭ ئىلگىرىكى ئەسەرلىرى32 UAM جەريانىنىڭ بىر گەۋدىلەشكەن سېزىش ئىقتىدارىغا ئىگە مېتال 3D مىكرو سۇيۇقلۇق قۇرۇلمىلىرىنى يارىتىش ئىقتىدارىنى نامايان قىلدى. بۇ پەقەت نازارەت قىلىش ئۈسكۈنىسى. بۇ ماقالىدە UAM تەرىپىدىن ياسالغان مىكرو سۇيۇقلۇق خىمىيىلىك رېئاكتورنىڭ تۇنجى مىسالى كۆرسىتىلدى؛ بۇ ئاكتىپ ئۈسكۈنە پەقەت نازارەت قىلىپلا قالماي، يەنە قۇرۇلمىلىق بىر گەۋدىلەشكەن كاتالىزاتور ماتېرىياللىرى ئارقىلىق خىمىيىلىك سىنتېزنى قوزغىتىدۇ. بۇ ئۈسكۈنە 3D خىمىيىلىك ئۈسكۈنە ئىشلەپچىقىرىشتا UAM تېخنىكىسى بىلەن مۇناسىۋەتلىك بىر قانچە ئەۋزەللىكلەرنى بىرلەشتۈرىدۇ، مەسىلەن: تولۇق 3D لايىھەلەرنى بىۋاسىتە كومپيۇتېر ياردەملىك لايىھە (CAD) مودېللىرىدىن مەھسۇلاتلارغا ئايلاندۇرۇش ئىقتىدارى؛ يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە كاتالىزاتور ماتېرىياللىرىنى بىرلەشتۈرۈش ئۈچۈن كۆپ ماتېرىياللىق ئىشلەپچىقىرىش؛ ۋە رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسىنى ئېنىق كۆزىتىش ۋە كونترول قىلىش ئۈچۈن رېئاگېنت ئېقىمى ئارىسىغا بىۋاسىتە ئىسسىقلىق سېنزورلىرىنى ئورنىتىش. رېئاكتورنىڭ ئىقتىدارىنى كۆرسىتىش ئۈچۈن، مىس كاتالىزاتورلۇق خۇيسگېن 1،3-دىپولارلىق سىكلوئاكتىپ قوشۇش ئارقىلىق دورىگەرلىك جەھەتتىن مۇھىم 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلغان 1،2،3-ترىازول بىرىكمىلىرىنىڭ كۇتۇپخانىسى سىنتېز قىلىندى. بۇ ئەسەر ماتېرىيال ئىلمى ۋە كومپيۇتېر ياردەملىك لايىھىلەشنىڭ كۆپ ساھەلىك تەتقىقات ئارقىلىق خىمىيە ئۈچۈن يېڭى پۇرسەت ۋە ئىمكانىيەتلەرنى قانداق ئاچىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
بارلىق ئېرىتكۈچىلەر ۋە رېئاگېنتلار Sigma-Aldrich، Alfa Aesar، TCI ياكى Fischer Scientific دىن سېتىۋېلىندى ۋە ئالدىن تازىلاشسىز ئىشلىتىلدى. ئايرىم-ئايرىم ھالدا 400 MHz ۋە 100 MHz دا خاتىرىلەنگەن 1H ۋە 13C NMR سپېكترى JEOL ECS-400 400 MHz سپېكترومېتىرى ياكى Bruker Avance II 400 MHz سپېكترومېتىرى ۋە ئېرىتكۈچى سۈپىتىدە CDCl3 ياكى (CD3)2SO ئارقىلىق قولغا كەلتۈرۈلدى. 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 ئېلان قىلىنغان ماتېرىياللار ئارقىلىق تەتقىق قىلغىلى بولىدۇ34،35،36،37. بۇ ئۈسكۈنە (1-رەسىم) ئىنتايىن يۇقىرى قۇۋۋەتلىك، 9kW SonicLayer 4000® UAM سىستېمىسى (Fabrisonic، OH، ئامېرىكا) ئارقىلىق يولغا قويۇلغان. ئېقىم ئۈسكۈنىسىنى ياساش ئۈچۈن تاللانغان ماتېرىياللار Cu-110 ۋە Al 6061. Cu-110 نىڭ مىس مىقدارى يۇقىرى (ئەڭ ئاز بولغاندا 99.9% مىس) بولۇپ، ئۇنى مىس كاتالىزاتورلۇق رېئاكسىيەلەر ئۈچۈن ياخشى كاندىدات قىلىدۇ، شۇڭا ئۇ مىكرو رېئاكتور ئىچىدىكى «ئاكتىپ قەۋەت» سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ. Al 6061O «كۆپ مىقداردىكى» ماتېرىيال سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ، شۇنداقلا ئانالىز قىلىش ئۈچۈن قىستۇرۇش قەۋىتى ئىشلىتىلىدۇ؛ قېتىشما ياردەمچى زاپچاس قىستۇرۇش ۋە Cu-110 قەۋىتى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن تاتلىق ھالەت. Al 6061O UAM بىلەن يۇقىرى دەرىجىدە ماسلىشىدىغانلىقى ئىسپاتلانغان ماتېرىيال. جەريانلار38، 39، 40، 41 ۋە سىناق قىلىنىپ، بۇ خىزمەتتە ئىشلىتىلگەن رېئاگېنتلار بىلەن خىمىيىلىك جەھەتتىن مۇقىم ئىكەنلىكى بايقالدى. Al 6061O نىڭ Cu-110 بىلەن بىرىكمىسى UAM ئۈچۈن ماس كېلىدىغان ماتېرىيال بىرىكمىسى دەپ قارىلىدۇ، شۇڭا بۇ تەتقىقات ئۈچۈن ماس كېلىدىغان ماتېرىيال. 38،42 بۇ ئۈسكۈنىلەر تۆۋەندىكى 1-جەدۋەلدە كۆرسىتىلدى.
رېئاكتور ياساش باسقۇچلىرى (1) Al 6061 ئاساسىي قەۋىتى (2) مىس يوپۇققا ئورنىتىلغان ئاستىنقى قانال ياساش (3) قەۋەتلەر ئارىسىغا تېرموپارلارنى ئورنىتىش (4) ئۈستۈنكى قانال (5) كىرىش ۋە چىقىش ئېغىزى (6) مونولىت رېئاكتور.
سۇيۇقلۇق يولىنىڭ لايىھە پەلسەپىسى، چىپنىڭ ئىچىدىكى سۇيۇقلۇقنىڭ يۈرۈش ئارىلىقىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن، چىپنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىنى كونترول قىلغىلى بولىدىغان ھالەتتە ساقلاش ئۈچۈن، چىپنىڭ ئىچىدىكى سۇيۇقلۇقنىڭ يۈرۈش ئارىلىقىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن، ئايلانما يولنى ئىشلىتىشتىن ئىبارەت. بۇ ئارىلىقنى ئاشۇرۇش كاتالىزاتور/رېئاگېنت ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ۋاقتىنى ئاشۇرۇش ۋە مەھسۇلاتنىڭ ئەلا سۈپەتلىك بولۇشىغا ئېرىشىش ئۈچۈن پايدىلىق. چىپلار تۈز يولنىڭ ئۇچىدا 90 گرادۇسلۇق ئېگىلىش ئارقىلىق ئۈسكۈنە ئىچىدە قالايمىقان ئارىلاشتۇرۇشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ44 ۋە سۇيۇقلۇقنىڭ يۈزە (كاتالىزاتور) بىلەن ئۇچرىشىش ۋاقتىنى ئاشۇرىدۇ. ئارىلاشتۇرۇشنى تېخىمۇ ئاشۇرۇش ئۈچۈن، رېئاكتور لايىھىسىدە سېرپانتىن ئارىلاشتۇرۇش بۆلىكىگە كىرىشتىن بۇرۇن Y تۇتاشتۇرۇش نۇقتىسىدا بىرلەشتۈرۈلگەن ئىككى رېئاگېنت كىرىش ئېغىزى بار. ئۈچىنچى كىرىش ئېغىزى، ئېقىن بىلەن ئۆزىنىڭ تۇرۇش ئورنىنىڭ يېرىمىدا كېسىشىدۇ، كەلگۈسىدىكى كۆپ باسقۇچلۇق رېئاكسىيە سىنتېزلىرىنىڭ لايىھىسىگە كىرگۈزۈلگەن.
بارلىق قاناللارنىڭ كۋادرات شەكلى بار (ئېغىز بۇلۇڭى يوق)، بۇ قانال گېئومېتىرىيەسىنى يارىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلگەن دەۋرىي CNC فرېزىرلاشنىڭ نەتىجىسى. قانال ئۆلچىمى يۇقىرى (مىكرو رېئاكتور ئۈچۈن) ھەجىم چىقىرىشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن تاللانغان، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا كۆپ قىسىم سۇيۇقلۇقلارنىڭ يۈزەكى ئۆز-ئارا تەسىرىنى (كاتالىزاتور) ئاسانلاشتۇرىدىغان دەرىجىدە كىچىك. مۇۋاپىق چوڭلۇق ئاپتورلارنىڭ رېئاكسىيە ئۈچۈن مېتال-سۇيۇقلۇق ئۈسكۈنىلىرى بىلەن بولغان ئىلگىرىكى تەجرىبىسىگە ئاساسلانغان. ئاخىرقى قانالنىڭ ئىچكى ئۆلچىمى 750 µm x 750 µm، رېئاكتورنىڭ ئومۇمىي ھەجىمى 1 ml. ئۈسكۈنىنى سودا ئېقىم خىمىيەسى ئۈسكۈنىلىرى بىلەن ئاددىي ئۇلىنىشقا يول قويۇش ئۈچۈن لايىھەگە بىرلەشتۈرۈلگەن ئۇلىغۇچ (1/4″—28 UNF يىپ) كىرگۈزۈلگەن. قانال چوڭلۇقى يوپۇرماق ماتېرىيالىنىڭ قېلىنلىقى، ئۇنىڭ مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ۋە ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنىدا ئىشلىتىلىدىغان باغلىنىش پارامېتىرلىرى بىلەن چەكلىنىدۇ. مەلۇم بىر ماتېرىيال ئۈچۈن مەلۇم كەڭلىكتە، ماتېرىيال يارىتىلغان قانالغا «ئېگىلىدۇ». ھازىرچە بۇ ھېسابلاش ئۈچۈن مەخسۇس مودېل يوق، شۇڭا مەلۇم بىر ماتېرىيال ۋە لايىھە ئۈچۈن 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 قوراللىرىنى ئىشلىتىپ، ھەر خىل ئېقىم سۈرئىتى ۋە ئالاھىدىلىكلىرىگە ئېرىشىش ئۈچۈن CNC ماشىنىلىرى ئارقىلىق ئۆزگەرتكىلى بولىدۇ. 125 μm قورالنى ئىشلىتىپ ئەگرى شەكىللىك قانال ياساشنىڭ مىسالىنى Monaghan45 نىڭ ئەسىرىدىن تاپقىلى بولىدۇ. يوپۇرماق قەۋىتى تۈزلەڭلىك شەكىلدە قويۇلغاندا، قاناللارنىڭ ئۈستىگە يوپۇرماق ماتېرىيالىنىڭ قاپلىنىشى تەكشى (كۋادرات شەكلىدە) بولىدۇ. بۇ ئەسەردە، قانالنىڭ سىممېترىكلىقىنى ساقلاش ئۈچۈن، كۋادرات سىزىقى ئىشلىتىلدى.
ئىشلەپچىقىرىشتا ئالدىن پروگراممىلانغان توختاپ قېلىش جەريانىدا، تېرموپار تېمپېراتۇرا ئۆلچەش ئەسۋابلىرى (K تىپلىق) بىۋاسىتە ئۈسكۈنىنىڭ ئىچىگە، ئۈستۈنكى ۋە ئاستىنقى قانال گۇرۇپپىلىرى ئارىسىغا قىستۇرۇلىدۇ (1-رەسىم - 3-باسقۇچ). بۇ تېرموپارلار −200 دىن 1350 سېلسىيە گرادۇسقىچە بولغان تېمپېراتۇرا ئۆزگىرىشىنى كۆزىتەلەيدۇ.
مېتال قۇيۇش جەريانى 25.4 مىللىمېتىر كەڭلىكتىكى، 150 مىكرون قېلىنلىقتىكى مېتال يوپۇرماق ئارقىلىق UAM مۇڭغۇزى ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلىدۇ. بۇ يوپۇرماق قەۋەتلىرى پۈتۈن قۇرۇلۇش رايونىنى قاپلاش ئۈچۈن بىر قاتار قوشنا لېنتىلارغا چاپلىنىدۇ؛ قۇيۇلغان ماتېرىيالنىڭ چوڭلۇقى ئاخىرقى مەھسۇلاتتىن چوڭراق بولىدۇ، چۈنكى چىقىرىۋېتىش جەريانى ئاخىرقى تور شەكلىنى ھاسىل قىلىدۇ. CNC پىششىقلاش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ سىرتقى ۋە ئىچكى قىياپىتىنى ماشىنىدا ئىشلەش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ، نەتىجىدە ئۈسكۈنىلەرنىڭ ۋە قاناللارنىڭ يۈزى تاللانغان قورال ۋە CNC جەريان پارامېتىرلىرىغا تەڭ بولىدۇ (بۇ مىسالدا تەخمىنەن 1.6 μm Ra). ئۈسكۈنە ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا ئۆلچەم توغرىلىقىنى ساقلاش ۋە تەييارلانغان قىسىمنىڭ CNC پىششىقلاش ئېنىقلىق دەرىجىسىگە يېتىشىگە كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن ئۈزلۈكسىز، ئۈزلۈكسىز ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ماتېرىيال قۇيۇش ۋە پىششىقلاش دەۋرىيلىكى ئىشلىتىلىدۇ. بۇ ئۈسكۈنىدە ئىشلىتىلگەن قانال كەڭلىكى يوپۇرماق ماتېرىيالىنىڭ سۇيۇقلۇق قانىلىغا «چۈشۈپ كەتمەسلىكى» ئۈچۈن يېتەرلىك كىچىك، شۇڭا قانال چاسا كېسىشمە شەكلىنى ساقلايدۇ. يوپۇرماق ماتېرىيالى ۋە UAM جەريان پارامېتىرلىرىدىكى مۇمكىن بولغان بوشلۇقلار ئىشلەپچىقىرىش شېرىكى (Fabrisonic LLC, USA) تەرىپىدىن تەجرىبە ئارقىلىق بېكىتىلدى.
تەتقىقاتلار شۇنى كۆرسەتتىكى، قوشۇمچە ئىسسىقلىق بىر تەرەپ قىلىشسىز UAM باغلىنىش يۈزى 46، 47 دە ئېلېمېنتلارنىڭ تارقىلىشى ئاز يۈز بېرىدۇ، شۇڭا بۇ ئەسەردىكى ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن، Cu-110 قەۋىتى Al 6061 قەۋىتىدىن پەرقلىق بولۇپ، تۇيۇقسىز ئۆزگىرىدۇ.
ئالدىن تەڭشەلگەن 250 psi (1724 kPa) ئارقا بېسىم تەڭشىگۈچ (BPR) نى رېئاكتورنىڭ چىقىش ئېغىزىغا ئورنىتىپ، سۇنى رېئاكتور ئارقىلىق 0.1 دىن 1 ml گىچە بولغان سۈرئەت بىلەن پومپا قىلىڭ. رېئاكتورنىڭ بېسىمى FlowSyn ئىچكى سىستېمىسى بېسىم سېنزورى ئارقىلىق نازارەت قىلىنىپ، سىستېمىنىڭ مۇقىم بېسىمنى ساقلىيالايدىغانلىقىنى جەزملەشتۈرۈلدى. رېئاكتورغا ئورنىتىلغان تېرموپارلار بىلەن FlowSyn چىپ قىزىتىش تاختىسىغا ئورنىتىلغان تېرموپارلار ئوتتۇرىسىدىكى پەرقنى ئېنىقلاش ئارقىلىق ئېقىن رېئاكتورىدىكى يوشۇرۇن تېمپېراتۇرا گرادىيېنتى سىناق قىلىندى. بۇ پروگراممىلىغىلى بولىدىغان قىزىتىش تاختىسىنىڭ تېمپېراتۇرىسىنى 25 سېلسىيە گرادۇستا 100 سېلسىيە گرادۇستىن 150 سېلسىيە گرادۇسقىچە ئۆزگەرتىش ۋە پروگراممىلانغان ۋە خاتىرىلەنگەن تېمپېراتۇرا ئوتتۇرىسىدىكى پەرقنى خاتىرىلەش ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇلىدۇ. بۇ tc-08 سانلىق مەلۇمات خاتىرىلىگۈچ (PicoTech، كامبرىج، ئەنگىلىيە) ۋە ئۇنىڭغا ماس كېلىدىغان PicoLog يۇمشاق دېتالى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇلدى.
فېنىلاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇلۇش رېئاكسىيە شارائىتى ئەلالاشتۇرۇلدى (1-سىخېما - فېنىلاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇلۇش 1-سىخېما - فېنىلاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇلۇش). بۇ ئەلالاشتۇرۇش تولۇق ئامىللىق تەجرىبە لايىھىسى (DOE) ئۇسۇلى ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى، تېمپېراتۇرا ۋە تۇرۇش ۋاقتى ئۆزگەرگۈچى پارامېتىر سۈپىتىدە ئىشلىتىلىپ، ئالكىن: ئازىد نىسبىتى 1:2 گە بېكىتىلدى.
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 ئارىلاشمىسى ئارىلاشتۇرۇلۇپ، رېئاكتور ئارقىلىق خالىغان ئېقىم سۈرئىتى ۋە تېمپېراتۇرىدا پومپىلاندى. مودېل جاۋابى تىرىئازول مەھسۇلاتىنىڭ فېنىلاتسېتىلېن باشلانغۇچ ماتېرىيالىغا بولغان چوققا كۆلىمى نىسبىتى سۈپىتىدە ئېلىندى ۋە يۇقىرى ئۈنۈملۈك سۇيۇقلۇق خروماتوگرافىيەسى (HPLC) ئارقىلىق بېكىتىلدى. ئانالىزنىڭ مۇقىملىقى ئۈچۈن، بارلىق رېئاكسىيەلەر رېئاكتوردىن چىققاندىن كېيىنلا ئەۋرىشكە 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) بولۇپ، چوڭلۇقى 4.6 × 100 مىللىمېتىر، زەررىچە چوڭلۇقى 5 µm بولۇپ، 40 سېلسىيە گرادۇستا ساقلىنىدۇ. ئېرىتكۈچى ئىزوكراتىك 50:50 مېتانول: سۇ بولۇپ، ئېقىم سۈرئىتى 1.5 mL.min-1 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 ماتېرىيالنى ئوكۇل قىلىش مۇناسىۋەتلىك چوققىلارنى ئېنىقلاشقا يول قويىدۇ.
رېئاكتور ئانالىز نەتىجىسىنى MODDE DOE يۇمشاق دېتالى (Umetrics، مالمۆ، شىۋېتسىيە) بىلەن بىرلەشتۈرۈش ئارقىلىق نەتىجە يۈزلىنىشىنى ئەتراپلىق تەھلىل قىلىش ۋە بۇ قېتىملىق قوشۇش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى رېئاكسىيە شارائىتىنى بېكىتىشكە يول قويۇلدى. ئىچكى ئەلالاشتۇرغۇچنى ئىجرا قىلىش ۋە بارلىق مۇھىم مودېل ئاتالغۇلىرىنى تاللاش ئارقىلىق، ئاتسېتىلېن باشلانغۇچ ماتېرىيالىنىڭ چوققا رايونىنى ئازايتىش بىلەن بىرگە، مەھسۇلاتنىڭ چوققا رايونىنى ئەڭ چوڭ دەرىجىدە ئاشۇرۇش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن بىر يۈرۈش رېئاكسىيە شارائىتى ھاسىل قىلىندى.
كاتالىزاتور رېئاكسىيە كامېراسى ئىچىدىكى يۈزەكى مىسنىڭ ئوكسىدلىنىشى ھەر بىر تىرىئازول بىرىكمە كۇتۇپخانىسىنى 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.
ئەڭ ياخشى شەرتلەر توپلىمى بايقالغاندىن كېيىن، ئۇلار كىچىك كۇتۇپخانا سىنتېزىنى تۈزۈشكە يول قويۇش ئۈچۈن، بىر قاتار ئاتسېتىلېن ۋە گالوئالكان ھاسىلاتلىرىغا قوللىنىلدى، بۇ ئارقىلىق بۇ شەرتلەرنى كەڭ دائىرىدىكى رېئاگېنتلارغا قوللىنىش ئىقتىدارى 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 قىسمى ئارىلاشتۇرۇلۇپ، 75 µL.min-1 ۋە 150°C تېمپېراتۇرىدا رېئاكتور ئارقىلىق پومپىلىنىدۇ. ئومۇمىي ھەجىم بوتۇلكىغا يىغىلىپ، 10 مىللىلىتىر ئېتىل ئاتسېتات بىلەن سۇيۇلدۇرۇلىدۇ. ئەۋرىشكە ئېرىتمىسى 3 × 10 مىللىلىتىر سۇ بىلەن يۇيۇلىدۇ. سۇلۇق قەۋەتلەر بىرلەشتۈرۈلۈپ، 10 مىللىلىتىر ئېتىل ئاتسېتات بىلەن ئېكىستىراكسىيە قىلىنىدۇ؛ ئاندىن ئورگانىك قەۋەتلەر بىرلەشتۈرۈلۈپ، 3 x 10 مىللىلىتىر تۇزلۇق سۇ بىلەن يۇيۇلۇپ، MgSO4 ئۈستىدە قۇرۇتۇلۇپ، سۈزۈلىدۇ، ئاندىن ئېرىتكۈچى ۋاكۇئۇمدا چىقىرىۋېتىلىدۇ. ئەۋرىشكىلەر HPLC، 1H NMR، 13C NMR ۋە يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى ماسسا سپېكترومېتىرىيەسى (HR-MS) ئارقىلىق تەھلىل قىلىشتىن بۇرۇن ئېتىل ئاتسېتات ئىشلىتىپ كرېمنىي گېلىدا تۈۋرۈك خروماتوگرافىيەسى ئارقىلىق تازىلاندى.
بارلىق سپېكترلار ESI ئىئونلىنىش مەنبەسى بولغان تېرموفىشېر ئېنىقلىقتىكى ئوربىتراپ ئېنىقلىقتىكى ماسسا سپېكترومېتىرى ئارقىلىق ئېلىندى. بارلىق ئەۋرىشكىلەر ئاتسېتونىترىلنى ئېرىتكۈچى سۈپىتىدە ئىشلىتىپ تەييارلاندى.
TLC ئانالىزى ئاليۇمىن ئارقالىق كرېمنىي تاختىلىرىدا ئېلىپ بېرىلدى. تاختىلار UV نۇرى (254 nm) ياكى ۋانىلىن بوياش ۋە قىزىتىش ئارقىلىق كۆرسىتىلدى.
بارلىق ئەۋرىشكىلەر ئاپتوماتىك ئۈلگە ئېلىش ئۈسكۈنىسى، ئىستونلۇق ئوچاق ئىككىلىك پومپىسى ۋە يەككە دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى تەكشۈرگۈچ بىلەن تەمىنلەنگەن VWR Chromaster (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, ئەنگىلىيە) سىستېمىسى ئارقىلىق ئانالىز قىلىندى. ئىشلىتىلگەن ئىستون ACE Equivalence 5 C18 (150 × 4.6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, Shotlandiya) ئىدى.
ئوكۇللار (5 µL) بىۋاسىتە سۇيۇقلاندۇرۇلغان خام رېئاكسىيە ئارىلاشمىسىدىن (1:10 سۇيۇقلاندۇرۇلغان) ياسىلىپ، سۇ: مېتانول (50:50 ياكى 70:30) بىلەن ئانالىز قىلىندى، پەقەت بەزى ئەۋرىشكىلەر 70:30 ئېرىتكۈچى سىستېمىسىنى (يۇلتۇز نومۇرى دەپ بەلگىلىنىدۇ) 1.5 mL/min ئېقىم سۈرئىتىدە ئىشلىتىپ ئانالىز قىلىندى. تۈۋرۈك 40 سېلسىيە گرادۇستا ساقلاندى. دېتېكتورنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 254 nm.
ئەۋرىشكىنىڭ % چوققىسى پەقەت تىرىئازول مەھسۇلاتىدىنلا قالغان ئالكىننىڭ چوققىسى رايونىدىن ھېسابلىنىدۇ، باشلانغۇچ ماتېرىيالنى ئوكۇل قىلىش ئارقىلىق مۇناسىۋەتلىك چوققىلارنى ئېنىقلاشقا بولىدۇ.
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 ئېرىتمىسىدە 20 ھەسسە سۇيۇلدۇرۇلدى.
UAM ئاخىرقى قۇراشتۇرۇشتا ئىشلىتىلىدىغان مېتال يوپۇرماق ماتېرىيالىنى باغلاش تېخنىكىسى سۈپىتىدە ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى مېتال كەپشەرلەشنى ئىشلىتىدۇ. ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى مېتال كەپشەرلەش ماتېرىيالنى تىترىتىش جەريانىدا باغلىنىدىغان يوپۇرماق قەۋىتى / ئىلگىرى بىرلەشتۈرۈلگەن قەۋەتكە بېسىم ئىشلىتىش ئۈچۈن تىترەيدىغان مېتال قورالى (مۆڭگۈز ياكى ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى مۈڭگۈزى دەپ ئاتىلىدۇ) نى ئىشلىتىدۇ. ئۈزلۈكسىز ئىشلەش ئۈچۈن، ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى سىلىندىر شەكىللىك بولۇپ، ماتېرىيالنىڭ يۈزىگە دومىلاپ، پۈتۈن رايوننى باغلايدۇ. بېسىم ۋە تىترەش قوللىنىلغاندا، ماتېرىيالنىڭ يۈزىدىكى ئوكسىدلار يېرىلىشى مۇمكىن. داۋاملىق بېسىم ۋە تىترەش ماتېرىيالنىڭ قىيسىقلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ 36. يەرلىك قوزغىتىلغان ئىسسىقلىق ۋە بېسىم بىلەن يېقىن ئۇچرىشىش ماتېرىيال يۈزىدە قاتتىق ھالەتتىكى باغلىنىشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ؛ ئۇ يەنە يۈزەكى ئېنېرگىيەنىڭ ئۆزگىرىشى ئارقىلىق يېپىشقا ياردەم بېرەلەيدۇ 48. 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 كۆپ قەۋىتىنى بىر بىرلىككە كەلگەن قۇرۇلمىغا بىۋاسىتە باغلاشقا (يەنى يۈزەكى ئۆزگەرتىش، تولدۇرۇش ياكى يېلىمسىز) يول قويىدۇ.
UAM ئۈچۈن يەنە بىر پايدىلىق ئامىل، مېتال ماتېرىياللاردا، ھەتتا تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا، يەنى مېتال ماتېرىياللارنىڭ ئېرىش نۇقتىسىدىن خېلىلا تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا كۆزىتىلگەن يۇقىرى دەرىجىدىكى سۇلياۋ ئېقىمى. ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ۋە بېسىمنىڭ بىرىكىشى، ئەنئەنىۋى ھالدا كۆپ مىقداردىكى ماتېرىياللار بىلەن مۇناسىۋەتلىك بولغان چوڭ تېمپېراتۇرا ئۆرلىشىسىز، يەرلىك دان چېگراسى كۆچۈشى ۋە قايتا كىرىستاللىشىشنىڭ يۇقىرى دەرىجىدىكى بولۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئاخىرقى قۇراشتۇرۇش جەريانىدا، بۇ ھادىسىدىن پايدىلىنىپ، مېتال يوپۇرماق قەۋەتلىرى ئارىسىغا قەۋەت-قەۋەت ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەركىبلەرنى سىڭدۈرگىلى بولىدۇ. ئوپتىكىلىق تالا 49، كۈچەيتكۈچ 46، ئېلېكترون 50 ۋە تېرموپار قاتارلىق ئېلېمېنتلار (بۇ ئەسەر) ئاكتىپ ۋە پاسسىپ بىرىكمە قۇراشتۇرۇشلارنى ياساش ئۈچۈن UAM قۇرۇلمىسىغا مۇۋەپپەقىيەتلىك سىڭدۈرۈلدى.
بۇ ئەسەردە، UAM نىڭ ھەر خىل ماتېرىيال باغلىنىش ۋە ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئىمكانىيەتلىرىنىڭ ھەر ئىككىسى ئەڭ يۇقىرى دەرىجىلىك كاتالىزاتورلۇق تېمپېراتۇرا كۆزىتىش مىكرو رېئاكتورىنى يارىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلدى.
پاللادىي (Pd) ۋە باشقا كۆپ ئىشلىتىلىدىغان مېتال كاتالىزاتورلار بىلەن سېلىشتۇرغاندا، Cu كاتالىزاتورىنىڭ بىر قانچە ئەۋزەللىكى بار: (i) ئىقتىسادىي جەھەتتىن، Cu كاتالىزاتوردا ئىشلىتىلىدىغان باشقا نۇرغۇن مېتاللارغا قارىغاندا ئەرزان، شۇڭا خىمىيەلىك پىششىقلاپ ئىشلەش سانائىتى ئۈچۈن جەلپ قىلارلىق تاللاش. (ii) Cu كاتالىزاتورلۇق كرېست ئۇلىنىش رېئاكسىيەلىرىنىڭ دائىرىسى بارغانسېرى كېڭىيىۋاتىدۇ ۋە Pd ئاساسلىق ئۇسۇللارغا ماس كېلىدىغاندەك قىلىدۇ. (iii) Cu كاتالىزاتورلۇق رېئاكسىيەلەر باشقا لىگاندلار بولمىغاندا ياخشى ئىشلەيدۇ. بۇ لىگاندلار كۆپىنچە قۇرۇلما جەھەتتىن ئاددىي ۋە ئەگەر ئېھتىياجلىق بولسا ئەرزان بولىدۇ، Pd خىمىيەسىدە ئىشلىتىلىدىغانلىرى بولسا كۆپىنچە مۇرەككەپ، قىممەت ۋە ھاۋاغا سەزگۈر. (iv) Cu، بولۇپمۇ ئالكىنلارنى بىرىكتۈرۈشتە باغلاش ئىقتىدارى بىلەن داڭلىق. مەسىلەن، قوش مېتاللىق كاتالىزاتورلۇق سونوگاشىرا بىرىكمىسى ۋە ئازىدلار بىلەن سىكلو قوشۇش (كلىك خىمىيىسى) (v)Cu يەنە ئۇلمان تىپلىق رېئاكسىيەلەردە بىر قانچە نۇكلېئوفىللارنىڭ ئارىلىنىشىنى ئىلگىرى سۈرەلەيدۇ.
يېقىندا Cu(0) نىڭ قاتنىشىشىدا بۇ رېئاكسىيەلەرنىڭ ھەممىسىنىڭ گېتېروگېنلىشىشىنىڭ مىساللىرى كۆرسىتىلدى. بۇ ئاساسلىقى دورىگەرلىك سانائىتى ۋە مېتال كاتالىزاتورنى قايتا ئىشلىتىش ۋە قايتا ئىشلىتىشكە بولغان دىققەتنىڭ ئېشىشى بىلەن مۇناسىۋەتلىك55،56.
1960-يىللاردا خۇيسگېن تەرىپىدىن باشلامچىلىق بىلەن ئوتتۇرىغا قويۇلغان57، ئاتسېتىلېن بىلەن ئازىدنىڭ 1،2،3-ترىئازولغا بولغان 1،3-دىپولارلىق سىكلوقوشۇلۇش رېئاكسىيەسى بىر خىل سىنگېرىك كۆرسىتىش رېئاكسىيەسى دەپ قارىلىدۇ. نەتىجىدە ھاسىل بولغان 1،2،3-ترىئازول بۆلەكلىرى دورىلارنى بايقاش ساھەسىدە فارماكوفور سۈپىتىدە ئالاھىدە قىزىقىشقا ئىگە، چۈنكى ئۇلارنىڭ بىئولوگىيىلىك قوللىنىلىشى ۋە ھەر خىل داۋالاش دورىلىرىدا ئىشلىتىلىشى 58.
شارپلېس ۋە باشقىلار «چېكىش خىمىيىسى» ئۇقۇمىنى كىرگۈزگەندە، بۇ رېئاكسىيە يەنە بىر قېتىم دىققەت قوزغىدى59. «چېكىش خىمىيىسى» دېگەن سۆز يېڭى بىرىكمىلەرنى تېز سۈرئەتتە بىرىكتۈرۈش ۋە گېتېروئاتوم باغلىنىشى (CXC)60 ئارقىلىق بىرىكمە كۈتۈپخانىلارنى تەسۋىرلەش ئۈچۈن كۈچلۈك، ئىشەنچلىك ۋە تاللانغان رېئاكسىيەلەر توپلىمىنى تەسۋىرلەش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. بۇ رېئاكسىيەلەرنىڭ بىرىكمە جەلپ قىلىش كۈچى ئۇلارنىڭ يۇقىرى مەھسۇلات مىقدارى، رېئاكسىيە شارائىتىنىڭ ئاددىيلىقى، ئوكسىگېن ۋە سۇغا چىداملىقلىقى ۋە مەھسۇلاتنى ئايرىشنىڭ ئاددىيلىقىدىن كېلىپ چىقىدۇ61.
كلاسسىك Huisgen 1,3-دىپوللۇق ئايلانما قوشۇلۇش «چېكىش خىمىيىسى» تۈرىگە كىرمەيدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، Medal ۋە Sharpless بۇ ئازىد-ئالكىن قوشۇلۇش ۋەقەسىنىڭ Cu(I) نىڭ قاتنىشىشىدا 107 دىن 108 گىچە بولىدىغانلىقىنى، كاتالىزاتورلانمىغان 1,3-دىپوللۇق ئايلانما قوشۇلۇش 62,63 نىڭ مۇھىم سۈرئەت تېزلىنىشىگە سېلىشتۇرغاندا ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى. بۇ ياخشىلانغان رېئاكسىيە مېخانىزمى قوغداش گۇرۇپپىلىرىنى ياكى قاتتىق رېئاكسىيە شارائىتىنى تەلەپ قىلمايدۇ ھەمدە ۋاقىت ئۆلچىمىدە 1,4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلغان 1,2,3-ترىئازوللارغا (anti-1,2,3-ترىئازول) دېگۈدەك تولۇق ئايلاندۇرۇش ۋە تاللاشچانلىقنى بېرىدۇ (3-رەسىم).
ئەنئەنىۋى ۋە مىس كاتالىزاتورلۇق خۇيسگېن سىكلو قوشۇمچىلىرىنىڭ ئىزومېتىرىك نەتىجىلىرى. Cu(I) كاتالىزاتورلۇق خۇيسگېن سىكلو قوشۇمچىلىرى پەقەت 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلمىغان 1،2،3-ترىازوللارنى ھاسىل قىلىدۇ، ھالبۇكى ئىسسىقلىق ئارقىلىق ئىندۇكسىيەلەنگەن خۇيسگېن سىكلو قوشۇمچىلىرى ئادەتتە ئازوللارنىڭ ستېرېئوئىزومېرلىرىنىڭ 1:1 ئارىلاشمىسىنى ھاسىل قىلىدۇ.
كۆپىنچە ئۇسۇللار CuSO4 ياكى Cu(II)/Cu(0) تۈرلىرىنىڭ ناترىي تۇزلىرى بىلەن بىرلىكتە بىرىكىشى قاتارلىق مۇقىم Cu(II) مەنبەلىرىنى ئازايتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. باشقا مېتال كاتالىزاتورلۇق رېئاكسىيەلەرگە سېلىشتۇرغاندا، Cu(I) نى ئىشلىتىشنىڭ ئاساسلىق ئەۋزەللىكى ئەرزان ۋە بىر تەرەپ قىلىش ئاسان بولۇشتىن ئىبارەت.
Worrell قاتارلىقلارنىڭ كىنېتىكىلىق ۋە ئىزوتوپ بەلگە قويۇش تەتقىقاتى 65 نىڭ ئاخىرقى ئالكىنلارغا قارىتا، ئىككى خىل مىسنىڭ ھەر بىر مولېكۇلانىڭ ئازىدقا بولغان رېئاكتىپلىقىنى قوزغىتىشقا قاتنىشىدىغانلىقىنى كۆرسەتتى. تەكلىپ قىلىنغان مېخانىزم ئازىدنىڭ σ-باغلانغان مىس ئاتسېتىلىد بىلەن π-باغلانغان مىسنى مۇقىم بەرگۈچى بىرىكمە سۈپىتىدە ماسلاشتۇرۇش ئارقىلىق شەكىللەنگەن ئالتە ئەزالىق مىس مېتال ھالقىسى ئارقىلىق داۋاملىشىدۇ. ترىئازولىل مىس ھاسىلاتلىرى ھالقىسى كىچىكلەش، ئاندىن پروتون پارچىلىنىشى ئارقىلىق تىرازول مەھسۇلاتلىرىنى ھاسىل قىلىش ۋە كاتالىزاتور دەۋرىنى تاقاش ئارقىلىق شەكىللىنىدۇ.
ئېقىم خىمىيەسى ئۈسكۈنىلىرىنىڭ پايدىلىرى ياخشى خاتىرىلەنگەن بولسىمۇ، بۇ سىستېمىلارغا ئانالىز قوراللىرىنى بىرلەشتۈرۈش ئۈچۈن، لىنىيە ئىچىدە، ئورنىدا، جەرياننى نازارەت قىلىش ئىستىكى بار66،67. UAM كاتالىزاتورلۇق ئاكتىپ، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچان ماتېرىياللاردىن ياسالغان ۋە بىۋاسىتە سېزىش ئېلېمېنتلىرى ئورنىتىلغان ئىنتايىن مۇرەككەپ 3D ئېقىم رېئاكتورلىرىنى لايىھىلەش ۋە ئىشلەپچىقىرىشتا ماس كېلىدىغان ئۇسۇل ئىكەنلىكى ئىسپاتلاندى (4-رەسىم).
ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى قوشۇمچە ئىشلەپچىقىرىش (UAM) ئارقىلىق ياسالغان ئاليۇمىن-مىس ئېقىم رېئاكتورى، مۇرەككەپ ئىچكى قانال قۇرۇلمىسى، ئىچىگە ئورنىتىلغان تېرموپار ۋە كاتالىزاتورلۇق رېئاكسىيە كامېراسى بىلەن تەمىنلەنگەن. ئىچكى سۇيۇقلۇق يوللىرىنى كۆرۈنۈش ئۈچۈن، ستېرېئولىتوگرافىيە ئارقىلىق ياسالغان سۈزۈك ئۈلگە مىسالىمۇ كۆرسىتىلدى.
رېئاكتورلارنىڭ كەلگۈسىدىكى ئورگانىك رېئاكسىيەلەر ئۈچۈن ياسىلىشىغا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن، ئېرىتكۈچىلەرنى قايناق نۇقتىدىن يۇقىرى دەرىجىدە بىخەتەر قىزىتىش كېرەك؛ ئۇلار بېسىم ۋە تېمپېراتۇرا سىنىقىدىن ئۆتكۈزۈلىدۇ. بېسىم سىنىقىدا، سىستېما يۇقىرى بېسىم (1.7 MPa) بىلەنمۇ مۇقىم ۋە مۇقىم بېسىمنى ساقلايدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. گىدروستاتىك سىناق سۇيۇقلۇق سۈپىتىدە H2O ئىشلىتىلىپ، ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا ئېلىپ بېرىلدى.
ئىچىگە ئورنىتىلغان (1-رەسىم) تېرموپارنى تېمپېراتۇرا سانلىق مەلۇمات خاتىرىلىگۈچكە ئۇلىغاندا، تېرموپارنىڭ FlowSyn سىستېمىسىدىكى پروگراممىلانغان تېمپېراتۇرىدىن 6 سېلسىيە گرادۇس (± 1 سېلسىيە گرادۇس) تۆۋەن ئىكەنلىكى كۆرسىتىلدى. ئادەتتە، تېمپېراتۇرىنىڭ 10 سېلسىيە گرادۇس ئۆرلىشى رېئاكسىيە سۈرئىتىنىڭ ئىككى ھەسسە ئېشىشىغا ئېلىپ كېلىدۇ، شۇڭا پەقەت بىر نەچچە گرادۇسلۇق تېمپېراتۇرا پەرقى رېئاكسىيە سۈرئىتىنى زور دەرىجىدە ئۆزگەرتىۋېتىدۇ. بۇ پەرق ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا ئىشلىتىلگەن ماتېرىياللارنىڭ يۇقىرى ئىسسىقلىق تارقىلىشى سەۋەبىدىن رېئاكتور گەۋدىسىنىڭ تېمپېراتۇرا يوقىلىشىدىن كېلىپ چىقىدۇ. بۇ ئىسسىقلىق يۆتكىلىشى مۇقىم بولۇپ، شۇڭا ئۈسكۈنىلەرنى تەڭشەشتە رېئاكسىيە جەريانىدا توغرا تېمپېراتۇرىغا يېتىش ۋە ئۆلچەشكە كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن ھېسابقا ئېلىنىدۇ. شۇڭلاشقا، بۇ توردا نازارەت قىلىش قورالى رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسىنى قاتتىق كونترول قىلىشقا ياردەم بېرىدۇ ھەمدە تېخىمۇ توغرا جەرياننى ئەلالاشتۇرۇش ۋە ئەڭ ياخشى شارائىتنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا ياردەم بېرىدۇ. بۇ سېنزورلار يەنە رېئاكسىيە ئېكستېرمىسىنى ئېنىقلاش ۋە چوڭ تىپتىكى سىستېمىلاردا تېز سۈرئەتتە يۈز بېرىدىغان رېئاكسىيەلەرنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈنمۇ ئىشلىتىلىدۇ.
بۇ ئەسەردە 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 ئىشلەشكە مۇناسىۋەتلىك دوكلات قىلىنغان مەسىلىلەرنى ھەل قىلىش (ii) تاللانغان لازېر ئېرىتىش (SLM) قاتارلىق پاراشوك قەۋىتىنى بىرىكتۈرۈش (PBF) تېخنىكىسىغا سېلىشتۇرغاندا ئىچكى قانال ئېنىقلىقىنى ياخشىلاش (25،69) ناچار ماتېرىيال ئېقىمى ۋە قوپال يۈزەكى تېكىستۇرىسى (iii) سېنزورلارنىڭ بىۋاسىتە باغلىنىشىنى ئاسانلاشتۇرىدىغان پىششىقلاپ ئىشلەش تېمپېراتۇرىسىنىڭ تۆۋەنلىشى، بۇ پاراشوك قەۋىتى تېخنىكىسىدا مۇمكىن ئەمەس، (v) پولىمېر ئاساسلىق زاپچاس زاپچاسلىرىنىڭ ھەر خىل كۆپ ئۇچرايدىغان ئورگانىك ئېرىتكۈچىلەرگە بولغان ناچار مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلىرى ۋە سەزگۈرلۈكىنى يېڭىش (17،19).
رېئاكتورنىڭ ئىقتىدارى ئۈزلۈكسىز ئېقىن شارائىتىدا بىر قاتار مىس كاتالىزاتورلۇق ئالكىن ئازىدنىڭ ئايلانما قوشۇش رېئاكسىيەلىرى ئارقىلىق كۆرسىتىلدى (2-رەسىم). 4-رەسىمدە تەپسىلىي بايان قىلىنغان ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى بېسىلغان مىس رېئاكتورى سودا ئېقىن سىستېمىسى بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ، ناترىي خىلورىدنىڭ قاتنىشىشىدا ئاتسېتىلېن ۋە ئالكىل گۇرۇپپىسى گالىدلىرىنىڭ تېمپېراتۇرا كونترول قىلىنىدىغان رېئاكسىيەسى ئارقىلىق ھەر خىل 1،4-ئورۇن ئالماشتۇرۇلغان 1،2،3-ترىئازوللارنىڭ كۇتۇپخانا ئازىدلىرىنى سىنتېزلاش ئۈچۈن ئىشلىتىلدى (3-رەسىم). ئۈزلۈكسىز ئېقىن ئۇسۇلىنى قوللىنىش توپ جەريانلاردا پەيدا بولىدىغان بىخەتەرلىك مەسىلىلىرىنى پەسەيتىدۇ، چۈنكى بۇ رېئاكسىيە يۇقىرى رېئاكسىيەلىك ۋە خەتەرلىك ئازىد ئارىلىق مەھسۇلاتلىرىنى ھاسىل قىلىدۇ [317]، [318]. دەسلەپتە، رېئاكسىيە فېنىلاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇشى ئۈچۈن ئەلالاشتۇرۇلدى (1-سىخېما – فېنىلاتسېتىلېن ۋە يودوئېتاننىڭ ئايلانما قوشۇشى) (5-رەسىمگە قاراڭ).
(ئۈستۈنكى سول تەرەپ) فېنىلاتسېتىلېن بىلەن يودوئېتان ئوتتۇرىسىدىكى Huisgen cycloaddition 57 لايىھىسىنىڭ ئەلالاشتۇرۇلغان (ئاستىدىكى) لايىھىسىدە قولغا كەلتۈرۈلگەن 3DP رېئاكتورنى ئېقىم سىستېمىسىغا كىرگۈزۈشتە ئىشلىتىلگەن قۇرۇلمىنىڭ سىخېمىسى (ئۈستۈنكى ئوڭ تەرەپ). بۇ لايىھە ئەلالاشتۇرۇلغان پارامېتىرلارنىڭ رېئاكسىيە ئۆزگەرتىش نىسبىتىنى كۆرسىتىش ۋە ئەلالاشتۇرۇلغان.
رېئاكتورنىڭ كاتالىزاتورلۇق قىسمىدىكى رېئاگېنتلارنىڭ تۇرۇش ۋاقتىنى كونترول قىلىش ۋە بىۋاسىتە بىرلەشتۈرۈلگەن تېرموجۇپ زوند ئارقىلىق رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسىنى يېقىندىن كۆزىتىش ئارقىلىق، ئەڭ ئاز ۋاقىت ۋە ماتېرىيال سەرپىياتى بىلەن رېئاكسىيە شارائىتىنى تېز ۋە توغرا ئەلالاشتۇرغىلى بولىدۇ. 15 مىنۇت تۇرۇش ۋاقتى ۋە 150 سېلسىيە گرادۇسلۇق رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسى ئىشلىتىلگەندە ئەڭ يۇقىرى ئۆزگەرتىش نەتىجىسىگە ئېرىشكەنلىكى تېزلا ئېنىقلاندى. MODDE يۇمشاق دېتالىنىڭ كوئېففىتسېنت دىئاگراممىسىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، تۇرۇش ۋاقتى ۋە رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسى مۇھىم مودېل ئاتالغۇلىرى دەپ قارىلىدۇ. بۇ تاللانغان ئاتالغۇلارنى 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 ئۆزگەرتىش نەتىجىسىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى، بۇ مودېلنىڭ %54 مۆلچەرىگە يېقىن كېلىدۇ.
مىس (I) ئوكسىد (Cu2O) نىڭ بۇ رېئاكسىيەلەردە نۆل ۋالېنتلىق مىس يۈزىدە ئۈنۈملۈك كاتالىزاتور تۈرى سۈپىتىدە رول ئوينايدىغانلىقىنى كۆرسىتىدىغان ئەدەبىياتلارغا ئاساسەن، رېئاكسىيەنى ئېقىندا ئېلىپ بېرىشتىن بۇرۇن رېئاكتور يۈزىنى ئالدىن ئوكسىدلاش ئىقتىدارى تەكشۈرۈلدى70،71. ئاندىن فېنىلاتسېتىلېن بىلەن يودوئېتان ئوتتۇرىسىدىكى رېئاكسىيە ئەڭ ياخشى شارائىتتا يەنە بىر قېتىم ئېلىپ بېرىلدى ۋە مەھسۇلات سېلىشتۇرۇلدى. بۇ تەييارلاش باشلانغۇچ ماتېرىيالنىڭ ئايلىنىشىنى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشۇرغانلىقى، بۇنىڭ %99 تىن يۇقىرى ئىكەنلىكى مۆلچەرلەندى. قانداقلا بولمىسۇن، HPLC ئارقىلىق كۆزىتىش نەتىجىسىدە، بۇ ئايلىنىشنىڭ ئارتۇقچە ئۇزۇنغا سوزۇلغان رېئاكسىيە ۋاقتىنى تەخمىنەن 90 مىنۇتقىچە قىسقارتقانلىقى، شۇنىڭ بىلەن پائالىيەتنىڭ تەڭلىشىپ «مۇقىم ھالەتكە» يەتكەنلىكى كۆرسىتىلدى. بۇ كۆزىتىش كاتالىزاتورلۇق پائالىيەت مەنبەسىنىڭ نۆل ۋالېنتلىق مىس ئاساسىدىن ئەمەس، بەلكى يۈزەكى مىس ئوكسىدتىن ئېلىنىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. Cu مېتالى ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا ئاسانلا ئوكسىدلىنىپ، ئۆزىنى قوغدايدىغان قەۋەت بولمىغان CuO ۋە Cu2O نى ھاسىل قىلىدۇ. بۇ بىرلىكتە تەركىب قىلىش ئۈچۈن ياردەمچى مىس (II) مەنبەسىنى قوشۇشنىڭ ھاجىتىنى يوقىتىدۇ71.