美國能源部伯克利實驗室的一個團隊使用3D打印創(chuàng)建了第一個全液體實驗室芯片。美國能源部(DoE)通過制造全液體設(shè)備在3D打印液體材料方面取得了突破，可以通過點擊按鈕反復配置以滿足不同目的。美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室(伯克利實驗室)的研究人員開發(fā)了這種裝置，該裝置可以編程為人工循環(huán)系統(tǒng)，分離流經(jīng)通道的分子，自動清除不需要的副產(chǎn)物。

汽車：自動駕駛汽車會變電嗎?

當未來的車輛最終達到完全SAE 5級自主權(quán)時，它們幾乎肯定會是電動的。本次網(wǎng)絡(luò)研討會將深入探討未來車輛的控制策略，并提供汽車制造商計劃如何構(gòu)建新一代智能全電動自動駕駛汽車的方法。

“我們展示的是非凡的，”伯克利實驗室材料科學部門和分子鑄造部門的科學家布雷特赫爾姆斯說。“我們的3D打印設(shè)備可以根據(jù)需要進行編程，以執(zhí)行多步驟，復雜的化學反應(yīng)。”

他說的更令人印象深刻的是，研究人員可以將平臺重新配置為“高效精確地結(jié)合分子”，以創(chuàng)造特定的產(chǎn)品，如有機電池材料和其他化學組合。

為了制造這種裝置，研究人員在玻璃基板上印刷了兩種液體 - 一種含有納米級粘土顆粒，另一種含有聚合物顆粒。研究人員說，液體聚集在一起，在幾毫秒內(nèi)，它們形成了一個直徑約1毫米的非常薄的通道。

一旦通道形成，研究人員就可以將催化劑放置在設(shè)備的不同通道中，并在通道之間打印3D打印橋，將它們連接起來，使流過它們的化學物質(zhì)按特定順序遇到催化劑，他們說。Helms說，這引發(fā)了一系列級聯(lián)化學反應(yīng)，可以根據(jù)目的產(chǎn)生特定的化合物。

新生紀律

此外，如果這個過程是由計算機控制的，那么自動化可以接管任務(wù)，例如放置催化劑，在設(shè)備內(nèi)建立液體橋，以及運行制造分子所需的反應(yīng)序列，馬薩諸塞大學伯克利實驗室研究員Thomas Russell說。阿默斯特。

液體3D打印是一個新興的學科，伯克利實驗室的研究人員已經(jīng)使用3D打印機制作全液體材料已經(jīng)有一段時間了。

去年，Helms和Russell開創(chuàng)了一種新技術(shù)，用于在另一種液體中印刷各種液體結(jié)構(gòu) - 例如液滴和液體旋流線。這激發(fā)了他們“就我們?nèi)绾问褂靡后w印刷來制造功能性設(shè)備進行頭腦風暴”，赫爾姆斯說，這是當前工作的基礎(chǔ)。研究人員在Nature Communications雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

該設(shè)備的應(yīng)用可能是無窮無盡的，“只受到研究人員的想象力的限制，”赫爾姆斯說。

“自動合成是化學和材料界的一個新興領(lǐng)域，我們用于全液體流動化學的3D打印設(shè)備技術(shù)可以幫助在建立該領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，”他說。

對于他們的下一步，研究人員的目標是使用導電納米粒子使器件的壁通電，以探索更廣泛的反應(yīng)。赫爾姆斯認為，研究人員最終可以使用該技術(shù)制造全液體電路，燃料電池甚至電池。

“我們的團隊將流體和流動化學結(jié)合起來既方便用戶又用戶可編程，這真是令人興奮，”他說。

伯克利實驗室正在將新技術(shù)用于許可和協(xié)作，感興趣的各方可以通過電子郵件發(fā)送這些技術(shù)以獲取更多信息。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰寫了20多年的技術(shù)和文化。她曾在鳳凰城，舊金山和紐約市作為專業(yè)記者生活和工作。在空閑時間，她喜歡沖浪，旅游，音樂，瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個村莊。