Ctrl+P

С 1986 года, когда Чарльз Халл разработал первый 3D-принтер, кажется, 3D печать проникла буквально во все отрасли знаний и экономики. В то время как кто-то печатает формочки для печенья, ребята из AI Space Factory на 3D-принтере, напоминающем больше экскаватор, печатают дома для будущих колонизаторов Марса.

Что касается химии? 3D-печать будто бы изначально была призвана упростить химикам жизнь. Лаборатории, имеющие в своем распоряжении 3D-принтеры, теперь печатают не только расходники, запасные детали, но и целые лабораторные установки, что сокращает время и снижает материальные затраты. Технологии 3D-печати позволяют создавать детали, смесители, реакторы практически любых размеров и конфигураций, которых нет в продаже. Более того, изготовление некоторых устройств со сложной внутренней структурой ранее было затруднительно или вовсе неосуществимо традиционными методами, но аддитивные технологии открыли новые возможности для проведения уникальных экспериментов.

Теперь химически агрессивные среды, высокие температуры и давления - не проблема ни для лабораторных, ни для пилотных установок. «Распечатку» можно сделать практически из любого материала: ABS, PLA, PETF, PP-пластики, керамика и даже металл.

Чтобы понимать насколько далеко все зашло, привожу одни из самых интересных кейсов по 3D-печати:

Большинство синтетических лекарственных препаратов – это смеси пространственных изомеров, из которых лишь один обладает фармакологической активностью. Целесообразнее вести синтез таким образом, чтобы получать один - активный тип изомеров (т.е. стереоселективно). В 2017 году был напечатан проточный мезореактор (реактор с очень малым диаметром реакционных канальцев), который позволил провести ряд синтезов лекарственных соединений с высоким выходом и стереоселективностью. Особый интерес представляет то, что водород, используемый на одной из стадий синтеза, производился на той же установке, путем мягкого электролиза в аппарате H-Cube.

В 2016 году Sotelo и Gil из университета Сантьяго-де-Компостела (Испания) напечатали медь-содержащий катализатор для проведения реакции Ульмана. Результат – больший выход при меньшем времени реакции. Что же касается характеристик самого катализатора - высокие механическая прочность и пористость, а также сохранение активности даже после 10 циклов регенерации.

Десятилетиями ученые не перестают биться над повышением эффективности реакций гидрирования, и вот в 2017 году Hornung таки достиг успеха на этом поприще. Он разработал и напечатал каталитический статический смеситель, конструкция которого обеспечивала эффективное поточное гидрирование непредельных углеводородов. А незадолго до этого, Rudolf von Rohr напечатал подобный структурированный катализатор из смеси оксидов алюминия и цинка, с нанесенным палладием. Оба катализатора довольно неплохо справились с поставленной задачей: показали более высокую, по сравнению с традиционными, селективность и выход.

Надо сказать, что 3D-печать в некотором смысле развязала химикам руки: стало возможным печатать небольшие реакторы различной конфигурации и, соответственно, оптимизировать их конструкцию. Теперь микро- и мезореакторы – это неотъемлемый инструмент увеличения производительности лабораторий. Малые размеры таких реакторов помимо прочего облегчают интеграцию с аналитическим оборудованием, которое, в свою очередь, уже сегодня пользуется плодами 3D-печати в виде спектроскопических ячеек детекторов и наполнения хроматографических колонок.

Компания ARSKA Tech активно применяет аддитивные технологии в своих проектах и является разработчиком ряда уникальных реакторов, внутренних и смесительных устройств, применяющихся в химическом синтезе.

В случае, если вы не нашли подходящего устройства или у вас есть собственная идея, обратитесь к инженерам ARSKA Tech. Мы проведём все необходимые гидрогазодинамические и прочностные расчеты, на основании которых разработаем оптимальную конструкцию устройства, подберем материалы для изготовления (пластик, металл, керамика), исходя из особенностей вашего процесса, и произведем рабочий образец в кратчайшие сроки.