କଠିନ ଅବସ୍ଥା ଯୋଗକାରୀ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଏକ ଧାତୁ ମାଇକ୍ରୋଫ୍ଲୁଇଡିକ୍ ରିଆକ୍ଟର ମଧ୍ୟରେ ପରିପୂରକ ଉତ୍ତାଳନ ଏବଂ ବିଶ୍ଳେଷଣ

Nature.com ପରିଦର୍ଶନ କରିବା ପାଇଁ ଆପଣଙ୍କୁ ଧନ୍ୟବାଦ। ଆପଣ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା ବ୍ରାଉଜର ସଂସ୍କରଣରେ CSS ପାଇଁ ସୀମିତ ସମର୍ଥନ ଅଛି। ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅଭିଜ୍ଞତା ପାଇଁ, ଆମେ ଆପଣଙ୍କୁ ଏକ ଅପଡେଟ୍ ବ୍ରାଉଜର୍ ବ୍ୟବହାର କରିବାକୁ ସୁପାରିଶ କରୁଛୁ (କିମ୍ବା ଇଣ୍ଟରନେଟ୍ ଏକ୍ସପ୍ଲୋରରରେ ସୁସଙ୍ଗତତା ମୋଡ୍ ବନ୍ଦ କରନ୍ତୁ)। ଏହି ସମୟ ମଧ୍ୟରେ, ନିରନ୍ତର ସମର୍ଥନ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ, ଆମେ ସାଇଟ୍‌କୁ ଷ୍ଟାଇଲ୍ ଏବଂ JavaScript ବିନା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିବୁ।
ଗବେଷକ ଏବଂ ଶିଳ୍ପପତିମାନେ ସେମାନଙ୍କର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିବା ପାଇଁ ରାସାୟନିକ ଉପକରଣ ଡିଜାଇନ୍ ଏବଂ ନିର୍ମାଣ କରିବାର ଉପାୟକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରୁଛନ୍ତି। ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ, ଆମେ ସିଧାସଳଖ ସମନ୍ୱିତ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଅଂଶ ଏବଂ ସେନ୍ସିଂ ଉପାଦାନ ସହିତ କଠିନ-ସ୍ଥିତି ଧାତୁ ସିଟ୍ ଲାମିନେସନ୍ କୌଶଳ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ଆଡିଟିଭ୍ ଉତ୍ପାଦନ (UAM) ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ଏକ ପ୍ରବାହ ରିଆକ୍ଟରର ପ୍ରଥମ ଉଦାହରଣ ରିପୋର୍ଟ କରୁଛୁ। UAM ପ୍ରଯୁକ୍ତି କେବଳ ରାସାୟନିକ ରିଆକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଆଡିଟିଭ୍ ଉତ୍ପାଦନ ସହିତ ଜଡିତ ଅନେକ ସୀମାକୁ ଦୂର କରେ ନାହିଁ, ବରଂ ଏହା ଏପରି ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର କ୍ଷମତାକୁ ମଧ୍ୟ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରେ। ଜୈବିକ ଦୃଷ୍ଟିରୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ 1,4-ବିଭାଜିତ 1,2,3-ଟ୍ରାଇଜୋଲ୍ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକର ଏକ ଶୃଙ୍ଖଳାକୁ UAM ରସାୟନ ସେଟ୍-ଅପ୍ ବ୍ୟବହାର କରି Cu-ମଧ୍ୟସ୍ଥ Huisgen 1,3-ଦିପୋଲାର୍ ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ସଫଳତାର ସହିତ ସଂଶ୍ଳେଷିତ ଏବଂ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରାଯାଇଥିଲା। UAM ର ଅନନ୍ୟ ଗୁଣ ଏବଂ ନିରନ୍ତର ପ୍ରବାହ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣର ଲାଭ ଉଠାଇ, ଡିଭାଇସ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମନିଟରିଂ ଏବଂ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ପାଇଁ ବାସ୍ତବ-ସମୟ ମତାମତ ପ୍ରଦାନ କରିବା ସହିତ ଚାଲୁଥିବା ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ଉତ୍ତେଜିତ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ।
ଏହାର ବଲ୍କ ପ୍ରତିପକ୍ଷ ତୁଳନାରେ ଏହାର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଲାଭ ହେତୁ, ପ୍ରବାହ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ ଶିକ୍ଷାଗତ ଏବଂ ଶିଳ୍ପ ଉଭୟ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଏବଂ ବୃଦ୍ଧି ପାଉଥିବା କ୍ଷେତ୍ର କାରଣ ଏହାର ରାସାୟନିକ ସଂଶ୍ଳେଷଣର ଚୟନ ଏବଂ ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରିବାର କ୍ଷମତା ଅଛି। ଏହା ସରଳ ଜୈବ ଅଣୁ ଗଠନ1 ଠାରୁ ଔଷଧୀୟ ଯୌଗିକ2,3 ଏବଂ ପ୍ରାକୃତିକ ଉତ୍ପାଦ4,5,6 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବିସ୍ତାରିତ। ସୂକ୍ଷ୍ମ ରାସାୟନିକ ଏବଂ ଔଷଧ ଶିଳ୍ପରେ 50% ରୁ ଅଧିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ନିରନ୍ତର ପ୍ରବାହ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ7 ବ୍ୟବହାରରୁ ଲାଭ ପାଇପାରିବେ।
ସାମ୍ପ୍ରତିକ ବର୍ଷଗୁଡ଼ିକରେ, ପାରମ୍ପରିକ କାଚପାତ୍ର କିମ୍ବା ପ୍ରବାହ ରସାୟନ ଉପକରଣକୁ କଷ୍ଟମାଇଜେବଲ୍ ଆଡିଟିଭ୍ ମ୍ୟାନୁଫ୍ୟାକଚରିଂ (AM) ରସାୟନ "ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାତ୍ର" ସହିତ ବଦଳାଇବାକୁ ଚାହୁଁଥିବା ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକର ଏକ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଧାରା ଦେଖାଦେଇଛି। ଏହି କୌଶଳଗୁଡ଼ିକର ପୁନରାବୃତ୍ତି ଡିଜାଇନ୍, ଦ୍ରୁତ ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ 3-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ (3D) କ୍ଷମତା ସେମାନଙ୍କ ପାଇଁ ଲାଭଦାୟକ ଯେଉଁମାନେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା, ଉପକରଣ କିମ୍ବା ପରିସ୍ଥିତିର ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସେଟ୍ ସହିତ ସେମାନଙ୍କର ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକୁ କଷ୍ଟମାଇଜ୍ କରିବାକୁ ଚାହାଁନ୍ତି। ଆଜି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଏହି କାର୍ଯ୍ୟ ପ୍ରାୟତଃ ପଲିମର-ଆଧାରିତ 3D ମୁଦ୍ରଣ କୌଶଳ ଯେପରିକି ଷ୍ଟେରିଓଲିଥୋଗ୍ରାଫି (SL)9,10,11, ଫ୍ୟୁଜଡ୍ ଡିପୋଜିସନ୍ ମଡେଲିଂ (FDM)8,12,13,14 ଏବଂ ଇଙ୍କଜେଟ୍ ପ୍ରିଣ୍ଟିଂ 7, 15, 16 ବ୍ୟବହାର ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେଇଛି। ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ AM ର ବ୍ୟାପକ କାର୍ଯ୍ୟାନ୍ୱୟନ ପାଇଁ ଏପରି ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ଦୃଢ଼ତା ଏବଂ କ୍ଷମତାର ଅଭାବ 17, 18, 19, 20 ହେଉଛି ଏକ ପ୍ରମୁଖ ସୀମିତକାରୀ କାରଣ।
ପ୍ରବାହ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନର ବର୍ଦ୍ଧିତ ବ୍ୟବହାର ଏବଂ AM ସହିତ ଜଡିତ ଅନୁକୂଳ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ, ଅଧିକ ଉନ୍ନତ କୌଶଳ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିବାର ଆବଶ୍ୟକତା ରହିଛି ଯାହା ବ୍ୟବହାରକାରୀଙ୍କୁ ଉନ୍ନତ ରାସାୟନିକ ଏବଂ ବିଶ୍ଳେଷଣାତ୍ମକ କ୍ଷମତା ସହିତ ପ୍ରବାହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାତ୍ର ତିଆରି କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। ଏହି କୌଶଳଗୁଡ଼ିକ ବ୍ୟବହାରକାରୀଙ୍କୁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପରିସ୍ଥିତିର ବିସ୍ତୃତ ପରିସରକୁ ପରିଚାଳନା କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ଅନେକ ପ୍ରକାରର ଅତ୍ୟନ୍ତ ଦୃଢ଼ କିମ୍ବା କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ସାମଗ୍ରୀ ମଧ୍ୟରୁ ବାଛିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିବା ଉଚିତ, ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମନିଟରିଂ ଏବଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ ଡିଭାଇସରୁ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ବିଶ୍ଳେଷଣାତ୍ମକ ଆଉଟପୁଟକୁ ମଧ୍ୟ ସହଜ କରିଥାଏ।
ଏକ ଯୋଗକାରୀ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଯାହା କଷ୍ଟମ୍ ରାସାୟନିକ ରିଆକ୍ଟର ବିକଶିତ କରିବାର ସମ୍ଭାବନା ରଖେ ତାହା ହେଉଛି ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ଆଡିଟିଭ୍ ମ୍ୟାନୁଫ୍ୟାକଚରିଂ (UAM)। ଏହି କଠିନ-ଅବସ୍ଥା ସିଟ୍ ଲାମିନେସନ୍ କୌଶଳ ପତଳା ଧାତୁ ଫଏଲ୍‌ଗୁଡ଼ିକରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ଦୋଳନ ପ୍ରୟୋଗ କରେ ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ସର୍ବନିମ୍ନ ବଲ୍କ ହିଟିଂ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଡିଗ୍ରୀ ପ୍ଲାଷ୍ଟିକ୍ ପ୍ରବାହ ସହିତ ସ୍ତର ପରେ ସ୍ତର ସହିତ ଯୋଡ଼ିଥାଏ 21, 22, 23। ଅଧିକାଂଶ ଅନ୍ୟ AM ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପରି ନୁହେଁ, UAM କୁ ସିଧାସଳଖ ସବ୍ଟ୍ରାକ୍ଟିଭ୍ ମ୍ୟାନୁଫ୍ୟାକଚରିଂ ସହିତ ସମନ୍ୱିତ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହାକୁ ଏକ ହାଇବ୍ରିଡ୍ ମ୍ୟାନୁଫ୍ୟାକଚରିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଭାବରେ ଜଣାଯାଏ, ଯେଉଁଥିରେ ଇନ୍-ସିଟୁ ପିରିଓଡିକ୍ କମ୍ପ୍ୟୁଟର ସାଂଖ୍ୟିକ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ (CNC) ମିଲିଂ କିମ୍ବା ଲେଜର ମେସିନିଂ ବଣ୍ଡେଡ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଏକ ସ୍ତରର ନେଟ୍ ଆକୃତିକୁ ପରିଭାଷିତ କରେ 24, 25। ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ଯେ ବ୍ୟବହାରକାରୀ ଛୋଟ ତରଳ ଚ୍ୟାନେଲଗୁଡ଼ିକରୁ ଅବଶିଷ୍ଟ କଞ୍ଚା ନିର୍ମାଣ ସାମଗ୍ରୀ ଅପସାରଣ ସହିତ ଜଡିତ ସମସ୍ୟା ଦ୍ୱାରା ସୀମିତ ନୁହଁନ୍ତି, ଯାହା ପ୍ରାୟତଃ ପାଉଡର ଏବଂ ତରଳ AM ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକ ସହିତ ହୋଇଥାଏ 26,27,28। ଏହି ଡିଜାଇନ୍ ସ୍ୱାଧୀନତା ଉପଲବ୍ଧ ସାମଗ୍ରୀ ପସନ୍ଦଗୁଡ଼ିକୁ ମଧ୍ୟ ବିସ୍ତାର କରେ - UAM ଏକ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପଦକ୍ଷେପରେ ତାପଜ ଭାବରେ ସମାନ ଏବଂ ଭିନ୍ନ ସାମଗ୍ରୀ ମିଶ୍ରଣକୁ ବଣ୍ଡ କରିପାରିବ। ତରଳ ପ୍ରକ୍ରିୟା ବାହାରେ ସାମଗ୍ରୀ ମିଶ୍ରଣର ପସନ୍ଦ ଅର୍ଥ ହେଉଛି ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଚାହିଦାକୁ ଭଲ ଭାବରେ ପୂରଣ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହା ସହିତ କଠିନ ଅବସ୍ଥା ବନ୍ଧନ, ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ବନ୍ଧନ ସମୟରେ ସମ୍ମୁଖୀନ ହୋଇଥିବା ଅନ୍ୟ ଏକ ଘଟଣା ହେଉଛି ଆପେକ୍ଷିକ କମ୍ ତାପମାତ୍ରାରେ ପ୍ଲାଷ୍ଟିକ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଉଚ୍ଚ ପ୍ରବାହ 29,30,31,32,33। UAM ର ଏହି ଅନନ୍ୟ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ବିନା କୌଣସି କ୍ଷତିରେ ଧାତୁ ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ଯାନ୍ତ୍ରିକ/ତାପଜ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଏମ୍ବେଡିଂକୁ ସହଜ କରିପାରିବ। UAM ଏମ୍ବେଡିଡ୍ ସେନ୍ସରଗୁଡ଼ିକ ସମନ୍ୱିତ ବିଶ୍ଳେଷଣ ମାଧ୍ୟମରେ ଡିଭାଇସରୁ ବ୍ୟବହାରକାରୀଙ୍କୁ ପ୍ରକୃତ-ସମୟ ସୂଚନା ବିତରଣକୁ ସହଜ କରିପାରିବ।
ଲେଖକମାନଙ୍କର ପୂର୍ବ କାର୍ଯ୍ୟ32 ସମନ୍ୱିତ ସେନ୍ସିଂ କ୍ଷମତା ସହିତ ଧାତୁ 3D ମାଇକ୍ରୋଫ୍ଲୁଇଡିକ୍ ଗଠନ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ UAM ପ୍ରକ୍ରିୟାର କ୍ଷମତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲା। ଏହା କେବଳ ଏକ ନିରୀକ୍ଷଣ ଉପକରଣ। ଏହି ପତ୍ର UAM ଦ୍ୱାରା ନିର୍ମିତ ଏକ ମାଇକ୍ରୋଫ୍ଲୁଇଡିକ୍ ରାସାୟନିକ ରିଆକ୍ଟରର ପ୍ରଥମ ଉଦାହରଣ ଉପସ୍ଥାପନ କରେ; ଏକ ସକ୍ରିୟ ଉପକରଣ ଯାହା କେବଳ ମନିଟର କରେ ନାହିଁ ବରଂ ଗଠନମୂଳକ ଭାବରେ ସମନ୍ୱିତ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ସାମଗ୍ରୀ ମାଧ୍ୟମରେ ରାସାୟନିକ ସଂଶ୍ଳେଷଣକୁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରେରିତ କରେ। ଏହି ଉପକରଣ 3D ରାସାୟନିକ ଉପକରଣ ନିର୍ମାଣରେ UAM ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ସହିତ ଜଡିତ ଅନେକ ସୁବିଧାକୁ ମିଶ୍ରଣ କରେ, ଯେପରିକି: କମ୍ପ୍ୟୁଟର-ସହାୟିତ ଡିଜାଇନ୍ (CAD) ମଡେଲରୁ ସିଧାସଳଖ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ 3D ଡିଜାଇନକୁ ଉତ୍ପାଦରେ ରୂପାନ୍ତର କରିବାର କ୍ଷମତା; ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ପରିବାହିତା ଏବଂ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ସାମଗ୍ରୀକୁ ମିଶ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ବହୁ-ସାମଗ୍ରୀ ନିର୍ମାଣ; ଏବଂ ସଠିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରା ନିରୀକ୍ଷଣ ଏବଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ ରିଏଜେଣ୍ଟ ଷ୍ଟ୍ରିମ୍ ମଧ୍ୟରେ ସିଧାସଳଖ ତାପଜ ସେନ୍ସରଗୁଡ଼ିକୁ ଏମ୍ବେଡିଂ କରିବା। ରିଆକ୍ଟରର କାର୍ଯ୍ୟକାରିତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିବା ପାଇଁ, ଔଷଧ ଭାବରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ 1,4-ବିଚ୍ଛିନ୍ନ 1,2,3-ଟ୍ରାଇଜୋଲ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକର ଏକ ଲାଇବ୍ରେରୀ କପର-ଉତ୍ପ୍ରେରକ ହାଇଜେନ 1,3-ଡାଇପୋଲାର ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ ଦ୍ୱାରା ସଂଶ୍ଳେଷିତ କରାଯାଇଥିଲା। ଏହି କାର୍ଯ୍ୟଟି ଉପଲବ୍‌ଧ କରେ ଯେ କିପରି ସାମଗ୍ରୀ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ କମ୍ପ୍ୟୁଟର-ସହାୟତାପ୍ରାପ୍ତ ଡିଜାଇନର ବ୍ୟବହାର ବହୁବିଧ ଗବେଷଣା ମାଧ୍ୟମରେ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ ପାଇଁ ନୂତନ ସୁଯୋଗ ଏବଂ ସମ୍ଭାବନା ଖୋଲିପାରେ।
ସମସ୍ତ ଦ୍ରାବକ ଏବଂ ରିଏଜେଣ୍ଟ ସିଗମା-ଆଲଡ୍ରିଚ୍, ଆଲଫା ଏସାର, TCI କିମ୍ବା ଫିସର ସାଇଣ୍ଟିଫିକ୍ ଠାରୁ କିଣାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ପୂର୍ବ ବିଶୋଧନ ବିନା ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। 400 MHz ଏବଂ 100 MHz ରେ ରେକର୍ଡ ହୋଇଥିବା 1H ଏବଂ 13C NMR ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା, ଏକ JEOL ECS-400 400 MHz ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର କିମ୍ବା ଏକ Bruker Avance II 400 MHz ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର ଏବଂ CDCl3 କିମ୍ବା (CD3)2SO ଦ୍ରାବକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରି ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇଥିଲା। ସମସ୍ତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ୟୁନିକ୍ସିସ୍ ଫ୍ଲୋସିନ୍ ପ୍ରବାହ ରସାୟନ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ ବ୍ୟବହାର କରି କରାଯାଇଥିଲା।
ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ ସମସ୍ତ ଡିଭାଇସ୍ ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ UAM ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା 1999 ମସିହାରେ ଉଦ୍ଭାବିତ ହୋଇଥିଲା, ଏବଂ ଏହାର ବୈଷୟିକ ବିବରଣୀ, କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ପାରାମିଟର ଏବଂ ଏହାର ଉଦ୍ଭାବନ ପରଠାରୁ ବିକାଶ ନିମ୍ନଲିଖିତ ପ୍ରକାଶିତ ସାମଗ୍ରୀ 34,35,36,37 ମାଧ୍ୟମରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇପାରିବ। ଉପକରଣ (ଚିତ୍ର 1) ଏକ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇପାୱାର, 9kW SonicLayer 4000® UAM ସିଷ୍ଟମ୍ (Fabrisonic, OH, USA) ବ୍ୟବହାର କରି କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରବାହ ଡିଭାଇସ୍ ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ ବଛାଯାଇଥିବା ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ Cu-110 ଏବଂ Al 6061 ଥିଲା। Cu-110 ରେ ଏକ ଉଚ୍ଚ ତମ୍ବା ପରିମାଣ (ସର୍ବନିମ୍ନ 99.9% ତମ୍ବା) ଅଛି, ଏହାକୁ ତମ୍ବା-ଉତ୍ପ୍ରେରକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଏକ ଭଲ ପ୍ରାର୍ଥୀ କରିଥାଏ, ଏବଂ ତେଣୁ ଏହାକୁ "ଏକ ମାଇକ୍ରୋରିଆକ୍ଟର ମଧ୍ୟରେ ସକ୍ରିୟ ସ୍ତର" ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। Al 6061 O ଏକ "ବଲ୍କ" ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଏହା ବିଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ଏମ୍ବେଡିଂ ସ୍ତର ମଧ୍ୟ; ମିଶ୍ରଧାତୁ ସହାୟକ ଉପାଦାନ ଏମ୍ବେଡିଂ ଏବଂ Cu-110 ସ୍ତର ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ଆନିଲଡ୍ ଅବସ୍ଥା। Al 6061 O ହେଉଛି ଏକ ସାମଗ୍ରୀ ଯାହା ସହିତ ଅତ୍ୟନ୍ତ ସୁସଙ୍ଗତ ବୋଲି ଦର୍ଶାଯାଇଛି। UAM ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ 38, 39, 40, 41 ଏବଂ ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ ବ୍ୟବହୃତ ରିଏଜେଣ୍ଟ ସହିତ ରାସାୟନିକ ଭାବରେ ସ୍ଥିର ଥିବା ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଛି। Cu-110 ସହିତ Al 6061 O ର ମିଶ୍ରଣକୁ UAM ପାଇଁ ଏକ ସୁସଙ୍ଗତ ସାମଗ୍ରୀ ମିଶ୍ରଣ ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯାଏ ଏବଂ ତେଣୁ ଏହି ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ଏହା ଏକ ଉପଯୁକ୍ତ ସାମଗ୍ରୀ। 38,42 ଏହି ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ନିମ୍ନରେ ସାରଣୀ 1 ରେ ତାଲିକାଭୁକ୍ତ କରାଯାଇଛି।
ରିଆକ୍ଟର ନିର୍ମାଣ ପର୍ଯ୍ୟାୟ (1) Al 6061 ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ (2) ତମ୍ବା ଫଏଲରେ ସେଟ୍ ହୋଇଥିବା ତଳ ଚ୍ୟାନେଲର ନିର୍ମାଣ (3) ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ଥର୍ମୋକପଲ୍ ର ଏମ୍ବେଡିଂ (4) ଉପର ଚ୍ୟାନେଲ (5) ଇନଲେଟ୍ ଏବଂ ଆଉଟଲେଟ୍ (6) ମୋନୋଲିଥିକ୍ ରିଆକ୍ଟର।
ତରଳ ପଥ ଡିଜାଇନ୍ ଦର୍ଶନ ହେଉଛି ଚିପ୍ ମଧ୍ୟରେ ତରଳ ଯାତ୍ରାର ଦୂରତା ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଏକ ସଂକୀର୍ଣ୍ଣ ପଥ ବ୍ୟବହାର କରିବା, ଏବଂ ଚିପ୍‌କୁ ଏକ ପରିଚାଳନାଯୋଗ୍ୟ ଆକାରରେ ରଖିବା। ଦୂରତାରେ ଏହି ବୃଦ୍ଧି ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ/ରିଆଜେଣ୍ଟ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ସମୟ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଉତ୍ପାଦ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରଦାନ କରିବା ପାଇଁ ବାଞ୍ଛନୀୟ। ଚିପ୍ସଗୁଡ଼ିକ ସରଳ ପଥ ଶେଷ ଭାଗରେ 90° ବଙ୍କା ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି ଯାହା ଦ୍ୱାରା ଡିଭାଇସ୍‌ ଭିତରେ ଅଶାନ୍ତ ମିଶ୍ରଣ ପ୍ରେରଣା ମିଳିଥାଏ44 ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ (ଉତ୍ପ୍ରେରକ) ସହିତ ତରଳର ସମ୍ପର୍କ ସମୟ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଏ। ହାସଲ କରାଯାଇପାରିବା ମିଶ୍ରଣକୁ ଆହୁରି ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ, ରିଆକ୍ଟର ଡିଜାଇନ୍ ସର୍ପଟାଇନ୍ ମିଶ୍ରଣ ବିଭାଗରେ ପ୍ରବେଶ କରିବା ପୂର୍ବରୁ Y-ସଂଯୋଗରେ ମିଶ୍ରିତ ଦୁଇଟି ରିଆଜେଣ୍ଟ ଇନଲେଟ୍ ବହନ କରେ। ତୃତୀୟ ଇନଲେଟ୍, ଯାହା ଷ୍ଟ୍ରିମ୍‌କୁ ଏହାର ବାସସ୍ଥାନ ମଧ୍ୟରେ ଅଧା ବାଟରେ ଛେଦ କରେ, ଭବିଷ୍ୟତର ବହୁପଦୀୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସଂଶ୍ଳେଷଣର ଡିଜାଇନ୍‌ରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।
ସମସ୍ତ ଚ୍ୟାନେଲଗୁଡ଼ିକର ଏକ ବର୍ଗାକାର ପ୍ରୋଫାଇଲ୍ (କୌଣସି ଡ୍ରାଫ୍ଟ କୋଣ ନାହିଁ), ଚ୍ୟାନେଲ ଜ୍ୟାମିତି ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ସାମୟିକ CNC ମିଲିଂର ଫଳାଫଳ। ଚ୍ୟାନେଲ ପରିମାପଗୁଡ଼ିକ ଏକ ଉଚ୍ଚ (ମାଇକ୍ରୋରିଆକ୍ଟର ପାଇଁ) ଭଲ୍ୟୁମ୍ ଆଉଟପୁଟ୍ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ବାଛି ଯାଇଥାଏ, ଯେତେବେଳେ ଅଧିକାଂଶ ଧାରଣ କରାଯାଇଥିବା ତରଳ ପଦାର୍ଥ ପାଇଁ ପୃଷ୍ଠ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା (ଉତ୍ପ୍ରେରକ)କୁ ସହଜ କରିବା ପାଇଁ ଯଥେଷ୍ଟ ଛୋଟ ହୋଇଥାଏ। ଉପଯୁକ୍ତ ଆକାର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଧାତୁ-ତରଳ ଉପକରଣ ସହିତ ଲେଖକମାନଙ୍କର ଅତୀତର ଅଭିଜ୍ଞତା ଉପରେ ଆଧାରିତ। ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ଚ୍ୟାନେଲର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ପରିମାପ 750 µm x 750 µm ଥିଲା ଏବଂ ମୋଟ ରିଆକ୍ଟର ଆୟତନ 1 ମିଲି ଥିଲା। ବାଣିଜ୍ୟିକ ପ୍ରବାହ ରସାୟନ ଉପକରଣ ସହିତ ଡିଭାଇସର ସରଳ ଇଣ୍ଟରଫେସିଂକୁ ଅନୁମତି ଦେବା ପାଇଁ ଏକ ସମନ୍ୱିତ ସଂଯୋଜକ (1/4″—28 UNF ଥ୍ରେଡ୍) ଡିଜାଇନରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ କରାଯାଇଛି। ଚ୍ୟାନେଲ ଆକାର ଫଏଲ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଘନତା, ଏହାର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଏବଂ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ସ ସହିତ ବ୍ୟବହୃତ ବନ୍ଧନ ପାରାମିଟର ଦ୍ୱାରା ସୀମିତ। ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସାମଗ୍ରୀ ପାଇଁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପ୍ରସ୍ଥରେ, ସାମଗ୍ରୀ ସୃଷ୍ଟି ଚ୍ୟାନେଲରେ "ଲଗିଯିବ"। ଏହି ଗଣନା ପାଇଁ ବର୍ତ୍ତମାନ କୌଣସି ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ମଡେଲ୍ ନାହିଁ, ତେଣୁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ଡିଜାଇନ୍ ପାଇଁ ସର୍ବାଧିକ ଚ୍ୟାନେଲ ପ୍ରସ୍ଥ ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଭାବରେ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ; ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ, 750 μm ପ୍ରସ୍ଥ ଝୁଲି ପଡ଼ିବ ନାହିଁ।
ଚ୍ୟାନେଲର ଆକୃତି (ବର୍ଗ) ଏକ ବର୍ଗ କଟର ବ୍ୟବହାର କରି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ। ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରବାହ ହାର ଏବଂ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ବିଭିନ୍ନ କଟିଂ ଉପକରଣ ବ୍ୟବହାର କରି ଚ୍ୟାନେଲଗୁଡ଼ିକର ଆକୃତି ଏବଂ ଆକାରକୁ CNC ମେସିନ୍ ଦ୍ୱାରା ପରିବର୍ତ୍ତନ କରାଯାଇପାରିବ। 125 μm ଉପକରଣ ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ବକ୍ର ଆକୃତି ଚ୍ୟାନେଲ୍ ତିଆରି କରିବାର ଏକ ଉଦାହରଣ ମୋନାଘାନ 45 ର କାର୍ଯ୍ୟରେ ମିଳିପାରିବ। ଯେତେବେଳେ ଫଏଲ୍ ସ୍ତରକୁ ଏକ ପ୍ଲାନର୍ ଉପାୟରେ ଜମା କରାଯାଏ, ଚ୍ୟାନେଲଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ଫଏଲ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଓଭରଲେ ଏକ ସମତଳ (ବର୍ଗ) ଫିନିଶ୍ ହେବ। ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ, ଚ୍ୟାନେଲର ସମତୁଲ୍ୟତା ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ, ଏକ ବର୍ଗାକାର ଆଉଟଲାଇନ୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା।
ଉତ୍ପାଦନରେ ଏକ ପୂର୍ବ-ପ୍ରୋଗ୍ରାମଡ୍ ବିରତି ସମୟରେ, ଥର୍ମୋକପଲ୍ ତାପମାତ୍ରା ପ୍ରୋବ୍ (ଟାଇପ୍ K) ଉପର ଏବଂ ତଳ ଚ୍ୟାନେଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀ ମଧ୍ୟରେ ସିଧାସଳଖ ଡିଭାଇସ୍ ମଧ୍ୟରେ ସ୍ଥାପିତ ହୋଇଥାଏ (ଚିତ୍ର 1 - ପର୍ଯ୍ୟାୟ 3)। ଏହି ଥର୍ମୋକପଲ୍ -200 ରୁ 1350 °C ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ନିରୀକ୍ଷଣ କରିପାରିବେ।
ଧାତୁ ଜମା ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏକ UAM ହର୍ଣ୍ଣ ଦ୍ୱାରା ଏକ 25.4 ମିମି ଚଉଡା, 150 ମାଇକ୍ରୋନ ଘନ ଧାତୁ ଫଏଲ୍ ବ୍ୟବହାର କରି କରାଯାଏ। ଏହି ଫଏଲ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ନିର୍ମାଣ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ଆଚ୍ଛାଦିତ କରିବା ପାଇଁ ସଂଲଗ୍ନ ଷ୍ଟ୍ରିପ୍ସର ଏକ ଶୃଙ୍ଖଳାରେ ବନ୍ଧା ହୋଇଥାଏ; ଜମା ହୋଇଥିବା ସାମଗ୍ରୀର ଆକାର ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ଉତ୍ପାଦ ଅପେକ୍ଷା ବଡ଼ ହୋଇଥାଏ କାରଣ ସବଟ୍ରାକ୍ଟିଭ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ନେଟ୍ ଆକୃତି ଉତ୍ପାଦନ କରେ। ଉପକରଣର ବାହ୍ୟ ଏବଂ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ରୂପକୁ ମେସିନ୍ କରିବା ପାଇଁ CNC ମେସିନ୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଉପକରଣ ଏବଂ ଚ୍ୟାନେଲଗୁଡ଼ିକର ପୃଷ୍ଠ ଫିନିସ୍ ଚୟନିତ ଉପକରଣ ଏବଂ CNC ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟର ସହିତ ସମାନ ହୋଇଥାଏ (ଏହି ଉଦାହରଣରେ ପ୍ରାୟ 1.6 μm Ra)। ଡାଇମେନ୍ସନାଲ ସଠିକତା ବଜାୟ ରଖିବା ଏବଂ ସମାପ୍ତ ଅଂଶ CNC ଫିନିସ୍ ମିଲିଂ ସଠିକତା ସ୍ତର ପୂରଣ କରିବ ତାହା ନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଡିଭାଇସ୍ ନିର୍ମାଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ନିରନ୍ତର, ନିରନ୍ତର ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଜମା ଏବଂ ମେସିନ୍ ଚକ୍ର ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ଏହି ଡିଭାଇସ୍ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ଚ୍ୟାନେଲ୍ ପ୍ରସ୍ଥ ଯଥେଷ୍ଟ ଛୋଟ ଯାହା ନିଶ୍ଚିତ କରେ ଯେ ଫଏଲ୍ ସାମଗ୍ରୀ ତରଳ ଚ୍ୟାନେଲ୍ ରେ "ଲଗି" ନଯାଏ, ତେଣୁ ଚ୍ୟାନେଲ୍ ଏକ ବର୍ଗାକାର କ୍ରସ୍-ସେକ୍ସନ୍ ବଜାୟ ରଖେ। ଫଏଲ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ UAM ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟରରେ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଫାଙ୍କ ଏକ ଉତ୍ପାଦନ ଅଂଶୀଦାର (Fabrisonic LLC, USA) ଦ୍ୱାରା ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଭାବରେ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଇଥିଲା।
ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ UAM ବଣ୍ଡିଂ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ 46, 47 ରେ ଅତିରିକ୍ତ ତାପଜ ଚିକିତ୍ସା ବିନା ଅଳ୍ପ ମୌଳିକ ପ୍ରସାରଣ ଘଟେ, ତେଣୁ ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ ଥିବା ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ, Cu-110 ସ୍ତର Al 6061 ସ୍ତରଠାରୁ ପୃଥକ ରହିଥାଏ ଏବଂ ହଠାତ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ।
ରିଆକ୍ଟରର ଆଉଟଲେଟରେ ଏକ ପ୍ରି-କ୍ୟାଲିବ୍ରେଟେଡ୍ 250 psi (1724 kPa) ବ୍ୟାକ୍ ପ୍ରେସର୍ ରେଗୁଲେଟର୍ (BPR) ସ୍ଥାପନ କରନ୍ତୁ ଏବଂ ରିଆକ୍ଟର ମାଧ୍ୟମରେ 0.1 ରୁ 1 mL min-1 ହାରରେ ପାଣି ପମ୍ପ କରନ୍ତୁ। ସିଷ୍ଟମ୍ ଏକ ସ୍ଥିର ସ୍ଥିର ଚାପ ବଜାୟ ରଖିପାରିବ କି ନାହିଁ ତାହା ଯାଞ୍ଚ କରିବା ପାଇଁ FlowSyn ବିଲ୍ଟ-ଇନ୍ ସିଷ୍ଟମ୍ ଚାପ ସେନ୍ସର୍ ବ୍ୟବହାର କରି ରିଆକ୍ଟର ଚାପକୁ ନିରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ରିଆକ୍ଟର ମଧ୍ୟରେ ଏମ୍ବେଡ୍ ହୋଇଥିବା ଥର୍ମୋକପଲ୍ ଏବଂ FlowSyn ଚିପ୍ ହିଟିଂ ପ୍ଲେଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏମ୍ବେଡ୍ ହୋଇଥିବା ଥର୍ମୋକପଲ୍ ମଧ୍ୟରେ ଯେକୌଣସି ପାର୍ଥକ୍ୟ ଚିହ୍ନଟ କରି ପ୍ରବାହ ରିଆକ୍ଟର ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକୁ ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା। 25 °C ବୃଦ୍ଧିରେ 100 ଏବଂ 150 °C ମଧ୍ୟରେ ପ୍ରୋଗ୍ରାମେବଲ୍ ହଟ୍ପ୍ଲେଟ୍ ତାପମାତ୍ରାକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରି ଏବଂ ପ୍ରୋଗ୍ରାମ୍ ହୋଇଥିବା ଏବଂ ରେକର୍ଡ ହୋଇଥିବା ତାପମାତ୍ରା ମଧ୍ୟରେ କୌଣସି ପାର୍ଥକ୍ୟ ଲକ୍ଷ୍ୟ କରି ଏହା ହାସଲ କରାଯାଏ। ଏହା ଏକ tc-08 ଡାଟା ଲଗର (PicoTech, Cambridge, UK) ଏବଂ ସହିତ ଥିବା PicoLog ସଫ୍ଟୱେର୍ ବ୍ୟବହାର କରି ହାସଲ କରାଯାଇଥିଲା।
ଫିନାଇଲ୍‌ଆସିଟେଲିନ୍‌ ଏବଂ ଆୟୋଡୋଇଥେନ୍‌ର ସାଇକ୍ଲୋଡିସନ୍‌ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥାଗୁଡ଼ିକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍‌ କରାଯାଇଥିଲା (ସ୍କିମ୍‌ 1- ଫିନାଇଲ୍‌ଆସିଟେଲିନ୍‌ ଏବଂ ଆୟୋଡୋଇଥେନ୍‌ର ସାଇକ୍ଲୋଡିସନ୍‌ ସ୍କିମ୍‌ 1- ଫିନାଇଲ୍‌ଆସିଟେଲିନ୍‌ ଏବଂ ଆୟୋଡୋଇଥେନ୍‌ର ସାଇକ୍ଲୋଡିସନ୍‌)। ଏହି ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍‌କୁ ପରୀକ୍ଷଣର ଏକ ପୂର୍ଣ୍ଣ ଫ୍ୟାକ୍ଟୋରିଆଲ୍ ଡିଜାଇନ୍‌ (DOE) ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା କରାଯାଇଥିଲା, ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ବାସସ୍ଥାନ ସମୟକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନଶୀଳ ପାରାମିଟର ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରି, ଆଲକାଇନ୍‌:ଆଜାଇଡ୍‌ ଅନୁପାତକୁ 1:2 ରେ ସ୍ଥିର କରାଯାଇଥିଲା।
ସୋଡିୟମ୍ ଆଜାଇଡ୍ (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), ଆୟୋଡୋଇଥେନ (0.25 M, DMF), ଏବଂ ଫିନାଇଲ୍ ଆସିଟେଲିନ୍ (0.125 M, DMF) ର ପୃଥକ ଦ୍ରବଣ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରତ୍ୟେକ ଦ୍ରବଣର 1.5 mL ଆଲିକୋଟ୍ ମିଶ୍ରିତ ହୋଇଥିଲା ଏବଂ ଇଚ୍ଛିତ ପ୍ରବାହ ହାର ଏବଂ ତାପମାତ୍ରାରେ ରିଆକ୍ଟର ମାଧ୍ୟମରେ ପମ୍ପ କରାଯାଇଥିଲା। ମଡେଲ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ଟ୍ରାଏଜୋଲ୍ ଉତ୍ପାଦର ଫିନାଇଲ୍ ଆସିଟେଲିନ୍ ଆରମ୍ଭ ସାମଗ୍ରୀର ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ର ଅନୁପାତ ଭାବରେ ନିଆଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ତରଳ କ୍ରୋମାଟୋଗ୍ରାଫି (HPLC) ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଇଥିଲା। ବିଶ୍ଳେଷଣର ସ୍ଥିରତା ପାଇଁ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମିଶ୍ରଣ ରିଆକ୍ଟର ଛାଡିବା ପରେ ସମସ୍ତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକର ନମୁନା ନିଆଯାଇଥିଲା। ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ପାଇଁ ଚୟନ କରାଯାଇଥିବା ପାରାମିଟର୍ ପରିସରଗୁଡ଼ିକ ସାରଣୀ 2 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି।
ସମସ୍ତ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ କ୍ରୋମାଷ୍ଟର HPLC ସିଷ୍ଟମ (VWR, PA, USA) ବ୍ୟବହାର କରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା ଯେଉଁଥିରେ ଏକ କ୍ୱାଟର୍ଣ୍ଣାରୀ ପମ୍ପ, ସ୍ତମ୍ଭ ଚୁଲି, ପରିବର୍ତ୍ତନଶୀଳ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ UV ଡିଟେକ୍ଟର ଏବଂ ଅଟୋସାମ୍ପଲର ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ଥିଲା। ସ୍ତମ୍ଭଟି ଏକ ଇକ୍ୟୁଭାଲେନ୍ସ 5 C18 (VWR, PA, USA), 4.6 × 100 mm ଆକାର, 5 µm କଣିକା ଆକାର, 40 °C ରେ ରଖାଯାଉଥିଲା। ଦ୍ରାବକଟି 1.5 mL.min-1 ପ୍ରବାହ ହାରରେ ଆଇସୋକ୍ରାଟିକ୍ 50:50 ମିଥାନଲ୍:ପାଣି ଥିଲା। ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ ପରିମାଣ 5 µL ଏବଂ ଡିଟେକ୍ଟର ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ 254 nm ଥିଲା। DOE ନମୁନା ପାଇଁ % ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ର କେବଳ ଅବଶିଷ୍ଟ ଆଲକାଇନ୍ ଏବଂ ଟ୍ରାଇଆଜୋଲ୍ ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକର ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ରରୁ ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା। ଆରମ୍ଭ ସାମଗ୍ରୀର ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ ପ୍ରାସଙ୍ଗିକ ଶିଖରଗୁଡ଼ିକୁ ଚିହ୍ନଟ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ।
MODDE DOE ସଫ୍ଟୱେର୍ (Umetrics, Malmö, Sweden) ସହିତ ରିଆକ୍ଟର ବିଶ୍ଳେଷଣ ଆଉଟପୁଟ୍ ସଂଯୋଗ କରିବା ଫଳରେ ଫଳାଫଳ ଧାରାଗୁଡ଼ିକର ଏକ ପୁଙ୍ଖାନୁପୁଙ୍ଖ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଏବଂ ଏହି ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍ ପାଇଁ ସର୍ବୋତ୍ତମ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥା ନିର୍ଣ୍ଣୟ ସମ୍ଭବ ହୋଇଥିଲା। ବିଲ୍ଟ-ଇନ୍ ଅପ୍ଟିମାଇଜର ଚଲାଇବା ଏବଂ ସମସ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ମଡେଲ୍ ଶବ୍ଦ ଚୟନ କରିବା ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ପାଦ ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ରକୁ ସର୍ବାଧିକ କରିବା ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଥିବା ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥାର ଏକ ସେଟ୍ ମିଳିଥାଏ ଯେତେବେଳେ ଆସିଟିଲିନ୍ ଆରମ୍ଭ ସାମଗ୍ରୀ ପାଇଁ ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ରକୁ ହ୍ରାସ କରାଯାଇଥାଏ।
ପ୍ରତ୍ୟେକ ଟ୍ରାଇଆଜୋଲ୍ ଯୌଗିକ ଲାଇବ୍ରେରୀର ସଂଶ୍ଳେଷଣ ପୂର୍ବରୁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଚାମ୍ବର ଦେଇ ପ୍ରବାହିତ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପେରୋକ୍ସାଇଡ୍ (36%) ର ଏକ ଦ୍ରବଣ (ପ୍ରବାହ ହାର = 0.4 mL ମିନିଟ୍-1, ବାସ ସମୟ = 2.5 ମିନିଟ୍) ବ୍ୟବହାର କରି ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଚାମ୍ବର ମଧ୍ୟରେ ପୃଷ୍ଠ ତମ୍ବାର ଅକ୍ସିଡେସନ ହାସଲ କରାଯାଇଥିଲା।
ଏକ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅବସ୍ଥା ସେଟ୍ ଚିହ୍ନଟ ହେବା ପରେ, ଏକ ଛୋଟ ଲାଇବ୍ରେରୀ ସଂଶ୍ଳେଷଣର ସଂକଳନକୁ ଅନୁମତି ଦେବା ପାଇଁ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଆସିଟିଲିନ୍ ଏବଂ ହାଲୋଆଲକେନ୍ ଡେରିଭେଟିଭ୍ସର ଏକ ପରିସର ଉପରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଥିଲା, ଯାହା ଫଳରେ ଏହି ଅବସ୍ଥାଗୁଡ଼ିକୁ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକାରୀର ଏକ ବିସ୍ତୃତ ପରିସର ଉପରେ ପ୍ରୟୋଗ କରିବାର କ୍ଷମତା ସ୍ଥାପନ କରାଯାଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 1)।2)।
ସୋଡିୟମ୍ ଆଜାଇଡ୍ (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), ହାଲୋଆଲକେନ୍ (0.25 M, DMF) ଏବଂ ଆଲକାଇନ୍ (0.125 M, DMF) ର ପୃଥକ ଦ୍ରବଣ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରନ୍ତୁ। ପ୍ରତ୍ୟେକ ଦ୍ରବଣର 3 mL ଆଲିକୋଟ୍ ମିଶ୍ରିତ ହୋଇ ରିଆକ୍ଟର ମାଧ୍ୟମରେ 75 µL.min-1 ଏବଂ 150 °C ରେ ପମ୍ପ କରାଯାଇଥିଲା। ମୋଟ ଆୟତନକୁ ଏକ ଶୀଶାରେ ସଂଗ୍ରହ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ 10 mL ଇଥାଇଲ୍ ଆସେଟେଟ୍ ସହିତ ପତଳା କରାଯାଇଥିଲା। ନମୁନା ଦ୍ରବଣକୁ 3 × 10 mL ପାଣିରେ ଧୋଇ ଦିଆଯାଇଥିଲା। ଜଳୀୟ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକୁ 10 mL ଇଥାଇଲ୍ ଆସେଟେଟ୍ ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ଏବଂ ନିଷ୍କାସନ କରାଯାଇଥିଲା; ତା'ପରେ ଜୈବିକ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକୁ ମିଶ୍ରିତ କରାଯାଇଥିଲା, 3 x 10 mL ବ୍ରାଇନ୍ ସହିତ ଧୋଇ ଦିଆଯାଇଥିଲା, MgSO4 ଉପରେ ଶୁଖାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଫିଲ୍ଟର କରାଯାଇଥିଲା, ତା'ପରେ ଦ୍ରବଣକୁ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରେ ଅପସାରିତ କରାଯାଇଥିଲା। HPLC, 1H NMR, 13C NMR ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ ମାସ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମେଟ୍ରି (HR-MS) ର ମିଶ୍ରଣ ଦ୍ୱାରା ବିଶ୍ଳେଷଣ ପୂର୍ବରୁ ଇଥାଇଲ୍ ଆସେଟେଟ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ସିଲିକା ଜେଲ୍ ଉପରେ ସ୍ତମ୍ଭ କ୍ରୋମାଟୋଗ୍ରାଫି ଦ୍ୱାରା ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ବିଶୁଦ୍ଧ କରାଯାଇଥିଲା।
ସମସ୍ତ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ଆୟନାଇଜେସନ ଉତ୍ସ ଭାବରେ ESI ସହିତ ଏକ ଥର୍ମୋଫିସର ପ୍ରିସିସନ୍ ଅର୍ବିଟ୍ରାପ୍ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ ମାସ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର ବ୍ୟବହାର କରି ଅର୍ଜନ କରାଯାଇଥିଲା। ସମସ୍ତ ନମୁନା ଦ୍ରାବକ ଭାବରେ ଆସେଟୋନିଟ୍ରାଇଲ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା।
ଆଲୁମିନିୟମ-ସମର୍ଥିତ ସିଲିକା ପ୍ଲେଟଗୁଡ଼ିକରେ TLC ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ଲେଟଗୁଡ଼ିକୁ UV ଆଲୋକ (254 nm) କିମ୍ବା ଭାନିଲିନ୍ ରଙ୍ଗ ଏବଂ ଗରମ ଦ୍ୱାରା ଦୃଶ୍ୟମାନ କରାଯାଇଥିଲା।
ସମସ୍ତ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ VWR Chromaster (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, UK) ସିଷ୍ଟମ ବ୍ୟବହାର କରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା ଯାହା ଏକ ଅଟୋସାମ୍ପଲର, ସ୍ତମ୍ଭ ଓଭନ୍ ବାଇନାରୀ ପମ୍ପ ଏବଂ ଏକକ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଡିଟେକ୍ଟର ସହିତ ସଜ୍ଜିତ ଥିଲା। ବ୍ୟବହୃତ ସ୍ତମ୍ଭଟି ଏକ ACE Equivalence 5 C18 (150 × 4.6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, Sctland) ଥିଲା।
ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ (5 μL) ସିଧାସଳଖ ତରଳ ଅଶୋଧିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମିଶ୍ରଣ (1:10 ତରଳୀକରଣ) ରୁ ତିଆରି କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ପାଣି: ମିଥାନଲ (50:50 କିମ୍ବା 70:30) ସହିତ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା, 1.5 mL/ମିନିଟ୍ ପ୍ରବାହ ହାରରେ 70:30 ଦ୍ରାବକ ପ୍ରଣାଳୀ (ତାରା ସଂଖ୍ୟା ଭାବରେ ସୂଚିତ) ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା କିଛି ନମୁନା ବ୍ୟତୀତ। ସ୍ତମ୍ଭକୁ 40 °C ରେ ରଖାଯାଇଥିଲା। ଡିଟେକ୍ଟର ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ 254 nm।
ନମୁନାର % ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଅବଶିଷ୍ଟ ଆଲକାଇନର ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ରରୁ ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା, କେବଳ ଟ୍ରାଇଆଜୋଲ ଉତ୍ପାଦରୁ, ଏବଂ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାମଗ୍ରୀର ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ ପ୍ରାସଙ୍ଗିକ ଶିଖରଗୁଡ଼ିକୁ ଚିହ୍ନଟ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦେଇଥିଲା।
ସମସ୍ତ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ Thermo iCAP 6000 ICP-OES ବ୍ୟବହାର କରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ସମସ୍ତ କାଲିବ୍ରେସନ୍ ମାନକ 2% ନାଇଟ୍ରିକ୍ ଏସିଡ୍ (SPEX Certi Prep) ରେ 1000 ppm Cu ମାନକ ଦ୍ରବଣ ବ୍ୟବହାର କରି ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା। ସମସ୍ତ ମାନକ 5% DMF ଏବଂ 2% HNO3 ଦ୍ରବଣରେ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ସମସ୍ତ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ନମୁନା DMF-HNO3 ଦ୍ରବଣରେ 20 ଗୁଣ ତରଳ କରାଯାଇଥିଲା।
UAM ଅନ୍ତିମ ସମାବେଶ ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ଧାତୁ ଫଏଲ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପାଇଁ ଏକ ବନ୍ଧନ କୌଶଳ ଭାବରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ଧାତୁ ୱେଲ୍ଡିଂ ବ୍ୟବହାର କରେ। ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ଧାତୁ ୱେଲ୍ଡିଂ ଏକ କମ୍ପନଶୀଳ ଧାତୁ ଉପକରଣ (ଏକ ହର୍ଣ୍ଣ କିମ୍ବା ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ହର୍ଣ୍ଣ କୁହାଯାଏ) ବ୍ୟବହାର କରି ଫଏଲ୍ ସ୍ତର/ପୂର୍ବରୁ ଏକୀକୃତ ସ୍ତର ଉପରେ ଚାପ ପ୍ରୟୋଗ କରେ ଯାହା ସାମଗ୍ରୀକୁ କମ୍ପନ କରିବା ସମୟରେ ବନ୍ଧନ କରାଯାଏ। ନିରନ୍ତର କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ, ସୋନୋଟ୍ରୋଡ୍ ନଳାକାର ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀର ପୃଷ୍ଠ ଉପରେ ଗଡ଼ିଯାଏ, ସମଗ୍ର କ୍ଷେତ୍ରକୁ ବନ୍ଧନ କରେ। ଯେତେବେଳେ ଚାପ ଏବଂ କମ୍ପନ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ, ସାମଗ୍ରୀର ପୃଷ୍ଠରେ ଥିବା ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଫାଟିପାରେ। ନିରନ୍ତର ଚାପ ଏବଂ କମ୍ପନ ସାମଗ୍ରୀର ଆସ୍ପିରିଟିଗୁଡ଼ିକୁ ଧ୍ୱଂସ କରିପାରେ 36। ସ୍ଥାନୀୟ ଭାବରେ ପ୍ରେରିତ ତାପ ଏବଂ ଚାପ ସହିତ ଘନିଷ୍ଠ ସମ୍ପର୍କ ପରେ ସାମଗ୍ରୀ ଇଣ୍ଟରଫେସରେ କଠିନ-ଅବସ୍ତା ବନ୍ଧନ ଆଡ଼କୁ ନେଇଥାଏ; ଏହା ପୃଷ୍ଠ ଶକ୍ତିରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ମାଧ୍ୟମରେ ଆସନକୁ ମଧ୍ୟ ସାହାଯ୍ୟ କରିପାରିବ 48। ବନ୍ଧନ ଯନ୍ତ୍ରର ପ୍ରକୃତି ଅନ୍ୟ ଯୋଗକାରୀ ଉତ୍ପାଦନ କୌଶଳରେ ଉଲ୍ଲେଖ କରାଯାଇଥିବା ପରିବର୍ତ୍ତନଶୀଳ ତରଳୁଥିବା ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ପରବର୍ତ୍ତୀ ପ୍ରଭାବ ସହିତ ଜଡିତ ଅନେକ ସମସ୍ୟାକୁ ଦୂର କରେ। ଏହା ଏକକ ସଂଯୋଜିତ ଗଠନରେ ବିଭିନ୍ନ ସାମଗ୍ରୀର ଏକାଧିକ ସ୍ତରର ସିଧାସଳଖ ବନ୍ଧନ (ଯଥା, ପୃଷ୍ଠ ପରିବର୍ତ୍ତନ, ଫିଲର କିମ୍ବା ଆଡେସିଭ୍ ବିନା) ପାଇଁ ଅନୁମତି ଦିଏ।
UAM ପାଇଁ ଦ୍ୱିତୀୟ ଅନୁକୂଳ କାରଣ ହେଉଛି ଧାତୁ ସାମଗ୍ରୀରେ ପରିଲକ୍ଷିତ ଉଚ୍ଚ ଡିଗ୍ରୀ ପ୍ଲାଷ୍ଟିକ୍ ପ୍ରବାହ, ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରାରେ ମଧ୍ୟ, ଅର୍ଥାତ୍ ଧାତୁ ସାମଗ୍ରୀର ତରଳାଇବା ବିନ୍ଦୁଠାରୁ ବହୁତ ତଳେ। ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ଦୋଳନ ଏବଂ ଚାପର ମିଶ୍ରଣ ପାରମ୍ପରିକ ଭାବରେ ବଲ୍କ ସାମଗ୍ରୀ ସହିତ ଜଡିତ ବୃହତ ତାପମାତ୍ରା ବୃଦ୍ଧି ବିନା ସ୍ଥାନୀୟ ଶସ୍ୟ ସୀମା ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଏବଂ ପୁନଃକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇଜେସନର ଉଚ୍ଚ ସ୍ତରକୁ ପ୍ରେରଣା ଦିଏ। ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ସମାବେଶ ନିର୍ମାଣ ସମୟରେ, ଏହି ଘଟଣା ଧାତୁ ଫଏଲର ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ସକ୍ରିୟ ଏବଂ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ତର ପରେ ସ୍ତର ସ୍ଥାପିତ କରିବା ପାଇଁ ଶୋଷଣ କରାଯାଇପାରିବ। ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫାଇବର୍ 49, ରିଫୋର୍ନିମେଣ୍ଟସ୍ 46, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ 50, ଏବଂ ଥର୍ମୋକପଲ୍ (ଏହି କାର୍ଯ୍ୟ) ପରି ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ସକ୍ରିୟ ଏବଂ ନିଷ୍କ୍ରିୟ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଆସେମ୍ବଲି ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ UAM ଗଠନରେ ସଫଳତାର ସହିତ ସ୍ଥାପିତ କରାଯାଇଛି।
ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ, UAM ର ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ସାମଗ୍ରୀ ବନ୍ଧନ ଏବଂ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ସମ୍ଭାବନାକୁ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ତାପମାତ୍ରା ମନିଟରିଂ ମାଇକ୍ରୋରିଆକ୍ଟର ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଛି।
ପାଲାଡିୟମ୍ (Pd) ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ସାଧାରଣ ବ୍ୟବହୃତ ଧାତୁ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକଙ୍କ ତୁଳନାରେ, Cu ଉତ୍ପ୍ରକାଶନର ଅନେକ ସୁବିଧା ଅଛି: (i) ଆର୍ଥିକ ଦୃଷ୍ଟିରୁ, Cu ଉତ୍ପ୍ରକାଶନରେ ବ୍ୟବହୃତ ଅନେକ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଧାତୁ ତୁଳନାରେ କମ୍ ମହଙ୍ଗା ଏବଂ ତେଣୁ ରାସାୟନିକ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଶିଳ୍ପ ପାଇଁ ଏହା ଏକ ଆକର୍ଷଣୀୟ ବିକଳ୍ପ (ii) Cu-ଉତ୍ପ୍ରକାଶିତ କ୍ରସ୍-କପଲିଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ପରିସର ବୃଦ୍ଧି ପାଉଛି ଏବଂ Pd-ଆଧାରିତ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକର କିଛି ପରିମାଣରେ ପରିପୂରକ ପରି ମନେହୁଏ51,52,53 (iii) Cu-ଉତ୍ପ୍ରକାଶିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ଅନ୍ୟ ଲିଗାଣ୍ଡଗୁଡ଼ିକର ଅନୁପସ୍ଥିତିରେ ଭଲ ଭାବରେ କାମ କରେ, ଏହି ଲିଗାଣ୍ଡଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାୟତଃ ଗଠନମୂଳକ ଭାବରେ ସରଳ ଏବଂ ଇଚ୍ଛା ହେଲେ ଶସ୍ତା, ଯେଉଁଠାରେ Pd ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେଉଥିବାଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାୟତଃ ଜଟିଳ, ମହଙ୍ଗା ଏବଂ ବାୟୁ-ସମ୍ବେଦନଶୀଳ (iv) Cu, ବିଶେଷକରି ସଂଶ୍ଳେଷଣରେ ଆଲକାଇନ୍ ବାନ୍ଧିବାର କ୍ଷମତା ପାଇଁ ଜଣାଶୁଣା, ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ବାଇମେଟାଲିକ୍-ଉତ୍ପ୍ରକାଶିତ ସୋନୋଗାଶିରା ଯୁଗ୍ମ ଏବଂ ଆଜାଇଡ୍ସ ସହିତ ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍ (କ୍ଲିକ୍ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ) (v) Cu ଉଲମାନ-ପ୍ରକାର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ଅନେକ ନ୍ୟୁକ୍ଲିଓଫାଇଲ୍ସର ଆରିଲେସନ୍କୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବାକୁ ମଧ୍ୟ ସକ୍ଷମ।
ଏହି ସମସ୍ତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକର ବିଷମତାକରଣର ଉଦାହରଣ ସମ୍ପ୍ରତି Cu(0) ର ଉପସ୍ଥିତିରେ ପ୍ରଦର୍ଶିତ ହୋଇଛି। ଏହା ମୁଖ୍ୟତଃ ଔଷଧ ଶିଳ୍ପ ଏବଂ ଧାତୁ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ଏବଂ ପୁନଃବ୍ୟବହାର ଉପରେ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଧ୍ୟାନ ହେତୁ ହୋଇଛି55,56।
୧୯୬୦ ଦଶକରେ Huisgen ଦ୍ୱାରା ପ୍ରେରିତ, ଆସିଟିଲିନ୍ ଏବଂ ଆଜାଇଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ୧,୨,୩-ଟ୍ରାଇଜୋଲ୍ ମଧ୍ୟରେ ୧,୩-ଡାଇପୋଲାର୍ ସାଇକ୍ଲୋଡିସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ଏକ ସହକର୍ମୀ ପ୍ରଦର୍ଶନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯାଏ। ଫଳସ୍ୱରୂପ ୧,୨,୩ ଟ୍ରାଇଜୋଲ୍ ଅଂଶ ଔଷଧ ଆବିଷ୍କାର କ୍ଷେତ୍ରରେ ଫାର୍ମାକୋଫୋର ଭାବରେ ବିଶେଷ ଆଗ୍ରହର କାରଣ ସେମାନଙ୍କର ଜୈବିକ ପ୍ରୟୋଗ ଏବଂ ବିଭିନ୍ନ ଚିକିତ୍ସା ଏଜେଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକରେ ବ୍ୟବହାର ୫୮।
ଏହି ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପୁଣି ଥରେ ଧ୍ୟାନକୁ ଆସିଲା ଯେତେବେଳେ ଶାର୍ପଲେସ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ "କ୍ଲିକ୍ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ" ର ଧାରଣା ପ୍ରଚଳନ କଲେ59। "କ୍ଲିକ୍ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ" ଶବ୍ଦଟି ହେଟେରୋଆଟମ୍ ଲିଙ୍କେଜ୍ (CXC) ମାଧ୍ୟମରେ ନୂତନ ଯୌଗିକ ଏବଂ ସଂଯୋଜିତ ଲାଇବ୍ରେରୀଗୁଡ଼ିକର ଦ୍ରୁତ ସଂଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକର ଏକ ଦୃଢ଼, ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟ ଏବଂ ଚୟନିତ ସେଟ୍ ବର୍ଣ୍ଣନା କରିବାକୁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ60 ଏହି ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକର କୃତ୍ରିମ ଆକର୍ଷଣ ସେମାନଙ୍କର ସମ୍ବନ୍ଧିତ ଉଚ୍ଚ ଉତ୍ପାଦନ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥା ସରଳ, ଅମ୍ଳଜାନ ଏବଂ ଜଳ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ଉତ୍ପାଦ ପୃଥକୀକରଣ ସରଳ61 ରୁ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ।
ଶାସ୍ତ୍ରୀୟ Huisgen 1,3-ଡାଇପୋଲ ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍ "କ୍ଲିକ୍ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ" ବର୍ଗର ନୁହେଁ। ତଥାପି, ମେଡାଲ୍ ଏବଂ ଶାର୍ପଲେସ୍ ଦର୍ଶାଇଛନ୍ତି ଯେ ଏହି ଆଜାଇଡ୍-ଆଲକାଇନ୍ ସଂଯୋଗ ଘଟଣା Cu(I) ର ଉପସ୍ଥିତିରେ 107 ରୁ 108 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଗତି କରେ ଯାହା ଅକଟାଲାଇଜ୍ଡ 1,3-ଡାଇପୋଲର୍ ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍ 62,63 ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହାର ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କରେ। ଏହି ଉନ୍ନତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଯନ୍ତ୍ର ପାଇଁ ସୁରକ୍ଷା ଗୋଷ୍ଠୀ କିମ୍ବା କଠୋର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥା ଆବଶ୍ୟକ ନାହିଁ ଏବଂ ସମୟ ସ୍କେଲରେ 1,4-ବିଚ୍ଛିନ୍ନ 1,2,3-ଟ୍ରାଇଆଜୋଲ୍ (ଆଣ୍ଟି- 1,2,3-ଟ୍ରାଇଆଜୋଲ୍) ପାଇଁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ରୂପାନ୍ତର ଏବଂ ଚୟନଶୀଳତା ପ୍ରଦାନ କରେ (ଚିତ୍ର 3)।
ପାରମ୍ପରିକ ଏବଂ ତମ୍ବା-ଉତ୍ପନ୍ନ ହାଇଜେନ୍ ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍‌ର ଆଇସୋମେଟ୍ରିକ୍ ଫଳାଫଳ। Cu(I)-ଉତ୍ପନ୍ନ ହାଇଜେନ୍ ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍‌ଗୁଡ଼ିକ କେବଳ 1,4-ବିଚ୍ଛିନ୍ନ 1,2,3-ଟ୍ରାଇଆଜୋଲ୍‌ ପ୍ରଦାନ କରନ୍ତି, ଯେତେବେଳେ ତାପଜ ଭାବରେ ପ୍ରେରିତ ହାଇଜେନ୍ ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍‌ଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ 1,4- ଏବଂ 1,5-ଟ୍ରାଇଆଜୋଲ୍‌ 1:1 ଆଜୋଲ୍‌ର ଷ୍ଟେରିଓଆଇସୋମର୍‌ ମିଶ୍ରଣ ପ୍ରଦାନ କରନ୍ତି।
ଅଧିକାଂଶ ପ୍ରୋଟୋକଲରେ ସ୍ଥିର Cu(II) ଉତ୍ସଗୁଡ଼ିକର ହ୍ରାସ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯେପରିକି CuSO4 କିମ୍ବା Cu(II)/Cu(0) ପ୍ରଜାତିଗୁଡ଼ିକର ହ୍ରାସ ସୋଡିୟମ ଲବଣ ସହିତ ସହ-ମିଳନ। ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଧାତୁ-ଉତ୍ପ୍ରେରିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତୁଳନାରେ, Cu(I) ବ୍ୟବହାର ଶସ୍ତା ଏବଂ ପରିଚାଳନା କରିବାକୁ ସହଜ ହେବାର ପ୍ରମୁଖ ସୁବିଧା ରହିଛି।
ୱାରେଲ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ଗତିଜ ଏବଂ ଆଇସୋଟୋପିକ୍ ଲେବଲିଂ ଅଧ୍ୟୟନ 65 ଦର୍ଶାଇଛି ଯେ, ଟର୍ମିନାଲ୍ ଆଲକାଇନ୍ କ୍ଷେତ୍ରରେ, ଆଜାଇଡ୍ ପ୍ରତି ପ୍ରତ୍ୟେକ ଅଣୁର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତାକୁ ସକ୍ରିୟ କରିବାରେ ଦୁଇଟି ସମତୁଲ୍ୟ ତମ୍ବା ଜଡିତ। ପ୍ରସ୍ତାବିତ ଯନ୍ତ୍ରପାତି ଏକ ଛଅ-ସଦସ୍ୟଯୁକ୍ତ ତମ୍ବା ଧାତୁ ବଳୟ ମାଧ୍ୟମରେ ଆଗକୁ ବଢ଼ିଥାଏ ଯାହା ଆଜାଇଡ୍ ରୁ σ-ବନ୍ଧିତ ତମ୍ବା ଆସିଟାଇଲାଇଡ୍ ସହିତ π-ବନ୍ଧିତ ତମ୍ବା ସହିତ ଏକ ସ୍ଥିର ଦାତା ଲିଗାଣ୍ଡ ଭାବରେ ସମନ୍ୱୟ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ହୋଇଥାଏ। ଟ୍ରାଇଜୋଲିଲ୍ ତମ୍ବା ଡେରିଭେଟିଭ୍ସ ରିଙ୍ଗ୍ ସଙ୍କୋଚନ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ହୋଇଥାଏ, ତା’ପରେ ପ୍ରୋଟନ୍ ବିଘଟନ ଦ୍ୱାରା ଟ୍ରାଇଜୋଲ୍ ଉତ୍ପାଦ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଏ ଏବଂ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଚକ୍ରକୁ ବନ୍ଦ କରାଯାଏ।
ପ୍ରବାହ ରସାୟନ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ଲାଭ ଭଲ ଭାବରେ ଡକ୍ୟୁମେଣ୍ଟେଡ୍ ହୋଇଥିବା ବେଳେ, ଇନ-ଲାଇନ୍, ଇନ-ସିଟୁ, ପ୍ରକ୍ରିୟା ମନିଟରିଂ ପାଇଁ ଏହି ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକରେ ବିଶ୍ଳେଷଣାତ୍ମକ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକୁ ଏକୀକୃତ କରିବାର ଇଚ୍ଛା ରହିଛି66,67। UAM ସିଧାସଳଖ ଏମ୍ବେଡେଡ୍ ସେନ୍ସିଂ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ସହିତ ଉତ୍ପ୍ରକାଶନାତ୍ମକ ଭାବରେ ସକ୍ରିୟ, ତାପଜ ପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀରେ ନିର୍ମିତ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଜଟିଳ 3D ପ୍ରବାହ ରିଆକ୍ଟର ଡିଜାଇନ୍ ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଏକ ଉପଯୁକ୍ତ ପଦ୍ଧତି ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇଛି (ଚିତ୍ର 4)।
ଜଟିଳ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚ୍ୟାନେଲ ଗଠନ, ଏମ୍ବେଡେଡ୍ ଥର୍ମୋକପଲ୍ ଏବଂ ଉତ୍ପ୍ରବାହୀ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଚାମ୍ବର ସହିତ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ ଆଡିଟିଭ୍ ମ୍ୟାନୁଫ୍ୟାକଚରିଂ (UAM) ଦ୍ୱାରା ନିର୍ମିତ ଆଲୁମିନିୟମ-କପର୍ ଫ୍ଲୋ ରିଆକ୍ଟର। ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ତରଳ ପଥଗୁଡ଼ିକୁ ଦୃଶ୍ୟମାନ କରିବା ପାଇଁ, ଷ୍ଟେରିଓଲିଥୋଗ୍ରାଫି ବ୍ୟବହାର କରି ନିର୍ମିତ ଏକ ସ୍ୱଚ୍ଛ ପ୍ରୋଟୋଟାଇପ୍ ମଧ୍ୟ ଦର୍ଶାଯାଇଛି।
ଭବିଷ୍ୟତର ଜୈବିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ ରିଆକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ତିଆରି ହେବା ନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ, ଦ୍ରାବକଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ଫୁଟନାଙ୍କ ଉପରେ ସୁରକ୍ଷିତ ଭାବରେ ଗରମ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ; ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଚାପ ଏବଂ ତାପମାତ୍ରା ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଏ। ଚାପ ପରୀକ୍ଷା ଦେଖାଇଲା ଯେ ବର୍ଦ୍ଧିତ ସିଷ୍ଟମ ଚାପ (1.7 MPa) ସହିତ ମଧ୍ୟ ସିଷ୍ଟମ ଏକ ସ୍ଥିର ଏବଂ ସ୍ଥିର ଚାପ ବଜାୟ ରଖେ। ତରଳ ଭାବରେ H2O ବ୍ୟବହାର କରି କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ ହାଇଡ୍ରୋଷ୍ଟାଟିକ୍ ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା।
ଏମ୍ବେଡେଡ୍ (ଚିତ୍ର 1) ଥର୍ମୋକପଲ୍‌କୁ ତାପମାତ୍ରା ଡାଟା ଲଗର୍‌ ସହିତ ସଂଯୋଗ କରିବା ଦ୍ଵାରା ଦେଖାଗଲା ଯେ ଥର୍ମୋକପଲ୍‌ଟି FlowSyn ସିଷ୍ଟମ୍‌ରେ ପ୍ରୋଗ୍ରାମ୍ ହୋଇଥିବା ତାପମାତ୍ରା ଅପେକ୍ଷା 6 °C (± 1 °C) ଥଣ୍ଡା ଥିଲା। ସାଧାରଣତଃ, ତାପମାତ୍ରାରେ 10 °C ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାରକୁ ଦ୍ୱିଗୁଣିତ କରିଥାଏ, ତେଣୁ ମାତ୍ର କିଛି ଡିଗ୍ରୀ ତାପମାତ୍ରା ପାର୍ଥକ୍ୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାରକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରିବ। ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ବ୍ୟବହୃତ ସାମଗ୍ରୀର ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ବିବର୍ତ୍ତନ ହେତୁ ସମଗ୍ର ରିଆକ୍ଟର ବଡିରେ ତାପମାତ୍ରା ହ୍ରାସ ହେତୁ ଏହି ପାର୍ଥକ୍ୟ ହୋଇଥାଏ। ଏହି ତାପଜ ଡ୍ରିଫ୍ଟ ସ୍ଥିର ଏବଂ ତେଣୁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟରେ ସଠିକ୍ ତାପମାତ୍ରା ପହଞ୍ଚିବା ଏବଂ ମାପ କରାଯିବା ନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଉପକରଣ ସେଟଅପରେ ହିସାବ କରାଯାଇପାରିବ। ତେଣୁ, ଏହି ଅନଲାଇନ୍ ମନିଟରିଂ ଉପକରଣ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରାର କଡ଼ା ନିୟନ୍ତ୍ରଣକୁ ସହଜ କରିଥାଏ ଏବଂ ଅଧିକ ସଠିକ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ଏବଂ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅବସ୍ଥାର ବିକାଶକୁ ସହଜ କରିଥାଏ। ଏହି ସେନ୍ସରଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏକ୍ସୋଥର୍ମଗୁଡ଼ିକୁ ଚିହ୍ନଟ କରିବା ଏବଂ ବଡ଼-ସ୍ତରର ସିଷ୍ଟମରେ ପଳାୟନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ।
ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ ଉପସ୍ଥାପିତ ରିଆକ୍ଟର ହେଉଛି ରାସାୟନିକ ରିଆକ୍ଟର ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ UAM ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ପ୍ରୟୋଗର ପ୍ରଥମ ଉଦାହରଣ ଏବଂ ଏହି ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର AM/3D ପ୍ରିଣ୍ଟିଂ ସହିତ ସମ୍ବନ୍ଧିତ ଅନେକ ପ୍ରମୁଖ ସୀମାବଦ୍ଧତାକୁ ସମାଧାନ କରେ, ଯେପରିକି: (i) ତମ୍ବା କିମ୍ବା ଆଲୁମିନିୟମ ମିଶ୍ରିତ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ସହିତ ଜଡିତ ରିପୋର୍ଟ ହୋଇଥିବା ସମସ୍ୟାଗୁଡ଼ିକୁ ଦୂର କରିବା (ii) ଚୟନିତ ଲେଜର ତରଳାଇବା (SLM) ଭଳି ପାଉଡର ବେଡ୍ ଫ୍ୟୁଜନ୍ (PBF) କୌଶଳ ତୁଳନାରେ ଉନ୍ନତ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚ୍ୟାନେଲ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ 25,69 ଖରାପ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରବାହ ଏବଂ ରୁକ୍ଷ ପୃଷ୍ଠ ଗଠନ 26 (iii) ହ୍ରାସିତ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ତାପମାତ୍ରା, ଯାହା ସେନ୍ସରଗୁଡ଼ିକର ସିଧାସଳଖ ବନ୍ଧନକୁ ସହଜ କରିଥାଏ, ଯାହା ପାଉଡର ବେଡ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ସମ୍ଭବ ନୁହେଁ, (v) ବିଭିନ୍ନ ସାଧାରଣ ଜୈବ ଦ୍ରାବକ ପ୍ରତି ପଲିମର-ଆଧାରିତ ଉପାଦାନ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଦୁର୍ବଳ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଏବଂ ସମ୍ବେଦନଶୀଳତାକୁ ଦୂର କରେ17,19।
ନିରନ୍ତର ପ୍ରବାହ ପରିସ୍ଥିତିରେ ତମ୍ବା-ଉତ୍ପନ୍ନ ଆଲକାଇନ୍ ଆଜାଇଡ୍ ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଏକ ଶୃଙ୍ଖଳା ଦ୍ୱାରା ରିଆକ୍ଟରର କାର୍ଯ୍ୟକାରିତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରାଯାଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 2)। ଚିତ୍ର 4 ରେ ବିସ୍ତୃତ ଭାବରେ ବର୍ଣ୍ଣନା କରାଯାଇଥିବା ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ-ମୁଦ୍ରିତ ତମ୍ବା ରିଆକ୍ଟରକୁ ଏକ ବାଣିଜ୍ୟିକ ପ୍ରବାହ ପ୍ରଣାଳୀ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ସୋଡିୟମ୍ କ୍ଲୋରାଇଡ୍ (ଚିତ୍ର 3) ଉପସ୍ଥିତିରେ ଆସିଟିଲିନ୍ ଏବଂ ଆଲକାଇଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀ ହାଲାଇଡ୍ସର ତାପମାତ୍ରା-ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ବିଭିନ୍ନ 1,4-ବିଚ୍ଛିନ୍ନ 1,2,3-ଟ୍ରାଇଜୋଲ୍ସର ଲାଇବ୍ରେରୀ ଆଜାଇଡ୍ସକୁ ସଂଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା। ଏକ ନିରନ୍ତର ପ୍ରବାହ ପଦ୍ଧତିର ବ୍ୟବହାର ବ୍ୟାଚ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଉପୁଜିପାରୁଥିବା ସୁରକ୍ଷା ଚିନ୍ତାକୁ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ, କାରଣ ଏହି ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅତ୍ୟନ୍ତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳ ଏବଂ ବିପଦପୂର୍ଣ୍ଣ ଆଜାଇଡ୍ ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ଉତ୍ପାଦନ କରେ [317], [318]। ପ୍ରାରମ୍ଭରେ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ଫିନାଇଲ୍ ଆସିଟିଲିନ୍ ଏବଂ ଆୟୋଡୋଇଥେନର ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍ ପାଇଁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରାଯାଇଥିଲା (ସ୍କିମ୍ 1 - ଫିନାଇଲ୍ ଆସିଟିଲିନ୍ ଏବଂ ଆୟୋଡୋଇଥେନର ସାଇକ୍ଲୋଆଡିସନ୍) (ଚିତ୍ର 5 ଦେଖନ୍ତୁ)।
(ଉପର ବାମ) ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ପାଇଁ ଫିନାଇଲ୍ ଆସାଇଟିଲିନ୍ ଏବଂ ଆୟୋଡୋଇଥେନ ମଧ୍ୟରେ ହାଇଜେନ୍ ସାଇକ୍ଲୋଏଡିସନ୍ 57 ସ୍କିମର ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ଡ (ତଳ) ସ୍କିମରେ ପ୍ରାପ୍ତ ଏବଂ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ଡ ପାରାମିଟର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ରୂପାନ୍ତର ହାର ଦେଖାଇବା ପାଇଁ ପ୍ରବାହ ପ୍ରଣାଳୀ (ଉପର ଡାହାଣ) ରେ 3DP ରିଆକ୍ଟରକୁ ସାମିଲ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ସେଟଅପ୍‌ର ସ୍କିମାଟିକ୍।
ରିଆକ୍ଟରର ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଅଂଶରେ ଥିବା ବିକଶକମାନଙ୍କର ବାସସ୍ଥାନ ସମୟକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରି ଏବଂ ସିଧାସଳଖ ସମନ୍ୱିତ ଥର୍ମୋକପଲ ପ୍ରୋବ୍ ସହିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରାକୁ ନିକଟରୁ ନିରୀକ୍ଷଣ କରି, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥାଗୁଡ଼ିକୁ ସର୍ବନିମ୍ନ ସମୟ ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀ ବ୍ୟବହାର ସହିତ ଶୀଘ୍ର ଏବଂ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହା ଶୀଘ୍ର ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଇଥିଲା ଯେ 15 ମିନିଟ୍ ର ବାସସ୍ଥାନ ସମୟ ଏବଂ 150 °C ର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରା ବ୍ୟବହାର କରାଯିବା ସମୟରେ ସର୍ବାଧିକ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଥିଲା। MODDE ସଫ୍ଟୱେର୍ ର ଗୁଣାଙ୍କ ପ୍ଲଟ୍ ରୁ, ଏହା ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ ବାସସ୍ଥାନ ସମୟ ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରା ଉଭୟକୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ମଡେଲ୍ ପଦ ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯାଏ। ଏହି ଚୟନିତ ପଦଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବହାର କରି ବିଲ୍ଟ-ଇନ୍ ଅପ୍ଟିମାଇଜର ଚଲାଇବା ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ପାଦ ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡ଼ିକୁ ସର୍ବାଧିକ କରିବା ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଥିବା ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥାର ଏକ ସେଟ୍ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ଯେତେବେଳେ ଆରମ୍ଭ ସାମଗ୍ରୀ ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡ଼ିକୁ ହ୍ରାସ କରାଯାଏ। ଏହି ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ଟ୍ରାଇଆଜୋଲ୍ ଉତ୍ପାଦର 53% ରୂପାନ୍ତର ଆଣିଥିଲା, ଯାହା 54% ର ମଡେଲ୍ ପୂର୍ବାନୁମାନ ସହିତ ନିକଟରୁ ମେଳ ଖାଉଥିଲା।
ଏହି ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକରେ ଶୂନ୍ୟ-ଭାଲେଣ୍ଟ ତମ୍ବା ପୃଷ୍ଠରେ କପର (I) ଅକ୍ସାଇଡ୍ (Cu2O) ଏକ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ପ୍ରଜାତି ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରିବ ବୋଲି ଦର୍ଶାଯାଇଥିବା ସାହିତ୍ୟ ଉପରେ ଆଧାର କରି, ପ୍ରବାହରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରିବା ପୂର୍ବରୁ ରିଆକ୍ଟର ପୃଷ୍ଠକୁ ପୂର୍ବ-ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ କରିବାର କ୍ଷମତା ଯାଞ୍ଚ କରାଯାଇଥିଲା70,71। ଫିନାଇଲ୍ ଆସିଟାଇଲିନ୍ ଏବଂ ଆୟୋଡୋଇଥେନ ମଧ୍ୟରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପୁନର୍ବାର ସର୍ବୋତ୍ତମ ପରିସ୍ଥିତିରେ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ତୁଳନା କରାଯାଇଥିଲା। ଏହା ଦେଖାଯାଇଥିଲା ଯେ ଏହି ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାମଗ୍ରୀର ରୂପାନ୍ତରରେ ଏକ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ବୃଦ୍ଧି କରିଥିଲା, ଯାହାକୁ >99% ହିସାବ କରାଯାଇଥିଲା। ତଥାପି, HPLC ଦ୍ୱାରା ନିରୀକ୍ଷଣ ଦେଖାଇଥିଲା ଯେ ଏହି ରୂପାନ୍ତର ପ୍ରାୟ 90 ମିନିଟ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଅତ୍ୟଧିକ ଦୀର୍ଘ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ହ୍ରାସ କରିଥିଲା, ଯେଉଁଠାରେ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ସମାନ ହୋଇ ଏକ "ସ୍ଥିର ଅବସ୍ଥା"ରେ ପହଞ୍ଚିଥିଲା। ଏହି ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ ସୂଚାଇ ଦିଏ ଯେ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପର ଉତ୍ସ ଶୂନ୍ୟ-ଭାଲେଣ୍ଟ ତମ୍ବା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବଦଳରେ ପୃଷ୍ଠ ତମ୍ବା ଅକ୍ସାଇଡ୍ ରୁ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ। Cu ଧାତୁ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ ସହଜରେ ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ ହୋଇ CuO ଏବଂ Cu2O ଗଠନ କରେ ଯାହା ଆତ୍ମ-ସୁରକ୍ଷା ସ୍ତର ନୁହେଁ। ଏହା ସହ-ରଚନା ପାଇଁ ଏକ ସହାୟକ ତମ୍ବା (II) ଉତ୍ସ ଯୋଡିବାର ଆବଶ୍ୟକତାକୁ ଦୂର କରେ71।


ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁଲାଇ-୧୬-୨୦୨୨