该研究的第一作者(右):Jialuo Han先生(新南威尔士大学)与通讯作者Mohannad Mayyas博士(左)。
液态金属机器可以解决连续流反应器的维护问题。
在室温下呈液态的金属，如镓及其合金，由于其独特的电学、热学和流体特性，是极具吸引力的材料。
在今天发表的一项研究中，悉尼新南威尔士大学领导的一个研究小组已经表明，液态金属可以为制药和化学工业提供它们的特性，在连续流反应器中可能消除移动部件，从而提高性能并降低维护成本。
传统的机械泵和运动部件可能会被“软”部件所取代，这些“软”部件在机器的生命周期中从未出现过故障。
零移动部件为更好的流动反应器
传统的机械泵可以被液态金属部件取代，其形状的变化由电压控制的表面张力控制。点击观看视频。
流动反应器在制药和化学工业中被越来越多地采用，其运行和维护是这些行业的一个重要因素。
连续流反应器可以快速反应，提供安全控制，并易于扩大规模。这些行业比以往任何时候都更倾向于采用流动反应器来提高化学和生化反应的产品质量和产量。
然而，最重要的技术问题之一是此类反应堆的核心部件，这些部件通常使用活动部件，可能会因材料沉淀而被污染、堵塞和损坏，从而影响系统的生产力和寿命。
克服这些缺点的一种可能是，在保持连续流反应器的功能的同时，用柔软和永不失效的部件取代传统的机械泵和运动部件。
液态金属展示了设计连续流动反应器的潜力，因为它们的低熔点、无毒、可控形状和反应表面提供了高效和持久的流动反应器所需要的。
有趣的是，当施加外部电压时，液态金属反应核心周围形成的流动被称为马兰戈尼流，它消除了对运动部件的需求，而是依赖于表面张力来进行流动的泵浦。
此外，液态金属的活性表面有利于化学反应。
因此，液态金属简化了连续流反应器的设计，它在材料合成和质量传输系统中起着两个关键作用。
一种液态金属液滴作为连续流动反应器的核心，用于化学反应和质量传输。
在最近发表在杂志上的一项研究中事来自新南威尔士大学的研究人员，以及来自澳大利亚昆士兰科技大学(QUT)和美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的合作者，展示了一个由核心中的液态金属液滴启动的连续流动反应堆。
该团队在反应堆中引入了三种不同的模型实例，以生产出三种流行的功能材料:
- 氧化锰，广泛用于软铁氧体的合成
- 石墨烯被广泛应用于水净化和能源储存/转换等领域
- 硫化钼，以其在微电子学上的新应用而闻名。
该系统显示了生成具有可调系统性能和控制材料质量的材料的多功能能力。
该研究的第一作者韩嘉洛(jialoo Han)表示:“这种液态金属可以很容易地集成到一个流体通道中，用于建造连续流反应器。”他补充说:“液态金属本身可以在表面自发地产生材料，在外部电压的作用下，材料会从其表面排斥出去。”
这项研究的通讯作者Mohannad Mayyas博士说:“这种概念验证的连续流反应器是由单一的液态金属液滴实现的，它可以扩展到合成许多不同的有价值的材料，并具有高质量的控制。”“它没有机械部件，原则上可以很容易地扩大规模，以适应未来的商业化。”
这项研究
液态金属连续流反应器:概念验证发表于事2021年11月(DOI: 10.1016/j.mat .2021.10.022)
作者：韩嘉洛，Mohannad Mayyas，唐剑波，Maedehsadat Mousavi, Shuhada A. Idrus-Saidi，蔡生祥，曹振邦，王一芳，唐君马，Rouhollah Jalili, Anthony P. O 'Mullane, Richard B. Kaner, Khashayar Khoshmanesh, Kourosh Kalantar-Zadeh
更多的信息
- 联系Mohannad Mayyas(新南威尔士大学)m.mayyas@unsw.edu.au
- 访问新南威尔士大学先进固体和液体电子与光学中心(CASLEO)