Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තූතියි. ඔබ භාවිතා කරන බ්‍රව්සර් අනුවාදයේ සීමිත CSS සහාය ඇත. හොඳම අත්දැකීම සඳහා, යාවත්කාලීන කළ බ්‍රව්සරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්‍රීය කරන්න). මේ අතරතුර, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි වෙබ් අඩවිය විලාස සහ JavaScript නොමැතිව විදැහුම් කරන්නෙමු.
එකවර ස්ලයිඩ තුනක් පෙන්වන කැරොසලයක්. එකවර ස්ලයිඩ තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට පෙර සහ ඊළඟ බොත්තම් භාවිතා කරන්න, නැතහොත් අවසානයේ ඇති ස්ලයිඩර් බොත්තම් භාවිතා කර එකවර ස්ලයිඩ තුනක් හරහා ගමන් කරන්න.
ආකලන නිෂ්පාදනය පර්යේෂකයින් සහ කර්මාන්තකරුවන් ඔවුන්ගේ නිශ්චිත අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා රසායනික උපාංග නිර්මාණය කර නිෂ්පාදනය කරන ආකාරය වෙනස් කරයි. මෙම පත්‍රිකාවේ, සෘජුවම ඒකාබද්ධ කරන ලද උත්ප්‍රේරක කොටස් සහ සංවේදක මූලද්‍රව්‍ය සහිත ඝන ලෝහ තහඩුවක අතිධ්වනික ආකලන නිෂ්පාදන (UAM) ලැමිෙන්ටඩ් කිරීමෙන් සාදන ලද ප්‍රවාහ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක පළමු උදාහරණය අපි වාර්තා කරමු. UAM තාක්ෂණය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල ආකලන නිෂ්පාදනය සමඟ දැනට සම්බන්ධ වී ඇති බොහෝ සීමාවන් ජය ගැනීම පමණක් නොව, එවැනි උපාංගවල හැකියාවන් ද බෙහෙවින් පුළුල් කරයි. UAM රසායන විද්‍යා පහසුකම භාවිතා කරමින් Cu-මැදිහත් වූ 1,3-ද්වි ධ්‍රැවීය Huisgen සයික්ලෝඇඩිෂන් ප්‍රතික්‍රියාවක් මගින් ජීව විද්‍යාත්මකව වැදගත් 1,4-විස්ථාපනය කරන ලද 1,2,3-ට්‍රයිසෝල් සංයෝග ගණනාවක් සාර්ථකව සංස්ලේෂණය කර ප්‍රශස්තිකරණය කර ඇත. UAM හි අද්විතීය ගුණාංග සහ අඛණ්ඩ ප්‍රවාහ සැකසුම් භාවිතා කරමින්, උපාංගයට අඛණ්ඩ ප්‍රතික්‍රියා උත්ප්‍රේරණය කිරීමට මෙන්ම ප්‍රතික්‍රියා නිරීක්ෂණය කිරීමට සහ ප්‍රශස්තිකරණය කිරීමට තත්‍ය කාලීන ප්‍රතිපෝෂණ ලබා දීමට හැකි වේ.
එහි තොග සහකරුට වඩා සැලකිය යුතු වාසි නිසා, රසායනික සංස්ලේෂණයේ තේරීම සහ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීමේ හැකියාව නිසා, ප්‍රවාහ රසායන විද්‍යාව අධ්‍යයන හා කාර්මික සැකසුම් දෙකෙහිම වැදගත් හා වර්ධනය වන ක්ෂේත්‍රයකි. මෙය සරල කාබනික අණු සෑදීමේ සිට ඖෂධ සංයෝග 1,3 සහ ස්වාභාවික නිෂ්පාදන 4,5,6 දක්වා විහිදේ. සියුම් රසායනික හා ඖෂධ කර්මාන්තවල ප්‍රතික්‍රියා වලින් 50% කට වඩා අඛණ්ඩ ප්‍රවාහයෙන් ප්‍රයෝජන ගත හැකිය7.
මෑත වසරවලදී, සාම්ප්‍රදායික වීදුරු භාණ්ඩ හෝ ප්‍රවාහ රසායන විද්‍යා උපකරණ අනුවර්තනය කළ හැකි රසායනික “ප්‍රතික්‍රියාකාරක” සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමට උත්සාහ කරන කණ්ඩායම්වල වර්ධනය වන ප්‍රවණතාවක් පවතී8. මෙම ක්‍රමවල පුනරාවර්තන නිර්මාණය, වේගවත් නිෂ්පාදනය සහ ත්‍රිමාණ (3D) හැකියාවන් විශේෂිත ප්‍රතික්‍රියා, උපාංග හෝ කොන්දේසි සමූහයක් සඳහා තම උපාංග අභිරුචිකරණය කිරීමට කැමති අයට ප්‍රයෝජනවත් වේ. අද වන විට, මෙම කාර්යය ස්ටීරියෝලිතෝග්‍රැෆි (SL)9,10,11, විලයන තැන්පතු ආකෘතිකරණය (FDM)8,12,13,14 සහ ඉන්ක්ජෙට් මුද්‍රණය7,15 වැනි පොලිමර් මත පදනම් වූ 3D මුද්‍රණ ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතය කෙරෙහි පමණක් අවධානය යොමු කර ඇත. , 16. එවැනි උපාංගවල විශ්වසනීයත්වය සහ හැකියාව නොමැතිකම පුළුල් පරාසයක රසායනික ප්‍රතික්‍රියා/විශ්ලේෂණ17, 18, 19, 20 මෙම ක්ෂේත්‍රයේ AM පුළුල් ලෙස යෙදීම සඳහා ප්‍රධාන සීමාකාරී සාධකයකි17, 18, 19, 20.
ප්‍රවාහ රසායන විද්‍යාවේ වැඩිවන භාවිතය සහ AM සමඟ සම්බන්ධ හිතකර ගුණාංග හේතුවෙන්, වැඩිදියුණු කළ රසායන විද්‍යාව සහ විශ්ලේෂණ හැකියාවන් සහිත ප්‍රවාහ ප්‍රතික්‍රියා යාත්‍රා නිෂ්පාදනය කිරීමට පරිශීලකයින්ට ඉඩ සලසන වඩා හොඳ ශිල්පීය ක්‍රම ගවේෂණය කළ යුතුය. මෙම ක්‍රම මඟින් පරිශීලකයින්ට පුළුල් පරාසයක ප්‍රතික්‍රියා තත්වයන් යටතේ ක්‍රියා කළ හැකි ඉහළ ශක්තියක් හෝ ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය පරාසයකින් තෝරා ගැනීමට ඉඩ සැලසිය යුතු අතර, ප්‍රතික්‍රියාව නිරීක්ෂණය කිරීමට සහ පාලනය කිරීමට හැකි වන පරිදි උපාංගයෙන් විවිධ ආකාරයේ විශ්ලේෂණාත්මක ප්‍රතිදානයන් සඳහා පහසුකම් සැලසිය යුතුය.
අභිරුචි රසායනික ප්‍රතික්‍රියාකාරක සංවර්ධනය කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි එක් ආකලන නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියක් වන්නේ අල්ට්‍රාසොනික් ආකලන නිෂ්පාදනය (UAM) ය. මෙම ඝන-තත්ව පත්‍ර ලැමිෙන්ෂන් ක්‍රමය තුනී ලෝහ තීරු වලට අතිධ්වනික කම්පන යොදමින් අවම පරිමාමිතික උණුසුම සහ ඉහළ මට්ටමේ ප්ලාස්ටික් ප්‍රවාහයක් 21, 22, 23 සමඟ ස්ථරයෙන් ස්ථරයට බන්ධනය කරයි. අනෙකුත් බොහෝ AM තාක්ෂණයන් මෙන් නොව, UAM දෙමුහුන් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියක් ලෙස හැඳින්වෙන අඩු කිරීමේ නිෂ්පාදනය සමඟ සෘජුවම ඒකාබද්ධ කළ හැකි අතර, එහිදී ආවර්තිතා ස්ථානීය සංඛ්‍යාත්මක පාලනය (CNC) ඇඹරීම හෝ ලේසර් සැකසීම බන්ධිත ද්‍රව්‍ය ස්ථරයේ ශුද්ධ හැඩය තීරණය කරයි 24, 25. මෙයින් අදහස් කරන්නේ පරිශීලකයා කුඩා ද්‍රව නාලිකා වලින් අවශේෂ මුල් ගොඩනැගිලි ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම හා සම්බන්ධ ගැටළු වලට පමණක් සීමා නොවන බවයි, එය බොහෝ විට කුඩු සහ ද්‍රව පද්ධති AM26,27,28 හි සිදු වේ. මෙම සැලසුම් නිදහස ලබා ගත හැකි ද්‍රව්‍ය තෝරා ගැනීම දක්වා ද විහිදේ - UAM හට තනි ක්‍රියාවලි පියවරකින් තාප සමාන සහ අසමාන ද්‍රව්‍යවල සංයෝජන බන්ධනය කළ හැකිය. ද්‍රවාංක ක්‍රියාවලියෙන් ඔබ්බට ද්‍රව්‍ය සංයෝජන තෝරා ගැනීමෙන් අදහස් කරන්නේ නිශ්චිත යෙදුම්වල යාන්ත්‍රික හා රසායනික අවශ්‍යතා වඩා හොඳින් සපුරාලිය හැකි බවයි. ඝන බන්ධනයට අමතරව, අතිධ්වනික බන්ධනය සමඟ සිදුවන තවත් සංසිද්ධියක් වන්නේ සාපේක්ෂව අඩු උෂ්ණත්වවලදී ප්ලාස්ටික් ද්‍රව්‍යවල ඉහළ ද්‍රවශීලතාවයයි29,30,31,32,33. UAM හි මෙම අද්විතීය ලක්ෂණය මඟින් යාන්ත්‍රික/තාප මූලද්‍රව්‍ය ලෝහ ස්ථර අතර හානියක් නොමැතිව තැබීමට ඉඩ සලසයි. ඒකාබද්ධ විශ්ලේෂණ හරහා උපාංගයෙන් පරිශීලකයාට තත්‍ය කාලීන තොරතුරු ලබා දීමට Embedded UAM සංවේදකවලට පහසුකම් සැලසිය හැක.
කතුවරුන්ගේ පෙර කෘති32 මගින් UAM ක්‍රියාවලියට කාවැද්දූ සංවේදක හැකියාවන් සහිත ලෝහමය ත්‍රිමාණ ක්ෂුද්‍ර තරල ව්‍යුහයන් නිර්මාණය කිරීමේ හැකියාව පෙන්නුම් කරන ලදී. මෙම උපාංගය අධීක්ෂණ අරමුණු සඳහා පමණි. ව්‍යුහාත්මකව ඒකාබද්ධ කරන ලද උත්ප්‍රේරක ද්‍රව්‍ය සමඟ රසායනික සංස්ලේෂණය පාලනය කිරීම පමණක් නොව ප්‍රේරණය කරන ක්‍රියාකාරී උපාංගයක් වන UAM විසින් නිෂ්පාදනය කරන ලද ක්ෂුද්‍ර තරල රසායනික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක පළමු උදාහරණය මෙම ලිපියෙන් ඉදිරිපත් කෙරේ. ත්‍රිමාණ රසායනික උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීමේදී UAM තාක්ෂණය හා සම්බන්ධ වාසි කිහිපයක් උපාංගය ඒකාබද්ධ කරයි, එනම්: පරිගණක ආධාරක සැලසුම් (CAD) ආකෘතියකින් සම්පූර්ණ ත්‍රිමාණ නිර්මාණයක් නිෂ්පාදනයක් බවට පරිවර්තනය කිරීමේ හැකියාව; ඉහළ තාප සන්නායකතාවය සහ උත්ප්‍රේරක ද්‍රව්‍යවල සංයෝජනයක් සඳහා බහු-ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය මෙන්ම ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය නිවැරදිව පාලනය කිරීම සහ කළමනාකරණය කිරීම සඳහා ප්‍රතික්‍රියාකාරක ප්‍රවාහ අතර සෘජුවම කාවැද්දූ තාප සංවේදක. ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය ප්‍රදර්ශනය කිරීම සඳහා, ඖෂධීය වශයෙන් වැදගත් 1,4-විස්ථාපනය කරන ලද 1,2,3-ට්‍රයිසෝල් සංයෝගවල පුස්තකාලයක් තඹ-උත්ප්‍රේරක 1,3-ඩයිපෝලර් හුයිස්ජන් සයික්ලොඇඩිෂන් මගින් සංස්ලේෂණය කරන ලදී. ද්‍රව්‍ය විද්‍යාව සහ පරිගණක ආශ්‍රිත නිර්මාණය භාවිතය අන්තර් විෂය පර්යේෂණ හරහා රසායන විද්‍යාව සඳහා නව හැකියාවන් සහ අවස්ථා විවෘත කරන්නේ කෙසේද යන්න මෙම කෘතිය මගින් ඉස්මතු කරයි.
සියලුම ද්‍රාවක සහ ප්‍රතික්‍රියාකාරක සිග්මා-ඇල්ඩ්‍රිච්, ඇල්ෆා ඒසාර්, ටීසීඅයි හෝ ෆිෂර් සයන්ටිෆික් වෙතින් මිලදී ගෙන ඇති අතර පූර්ව පිරිසිදු කිරීමකින් තොරව භාවිතා කරන ලදී. පිළිවෙලින් 400 සහ 100 MHz හි වාර්තා කරන ලද 1H සහ 13C NMR වර්ණාවලි, JEOL ECS-400 400 MHz වර්ණාවලීක්ෂයක් හෝ CDCl3 හෝ (CD3)2SO ද්‍රාවකයක් ලෙස භාවිතා කරන ලද බෲකර් ඇවන්ස් II 400 MHz වර්ණාවලීක්ෂයක් මත ලබා ගන්නා ලදී. සියලුම ප්‍රතික්‍රියා Uniqsis FlowSyn ප්‍රවාහ රසායන විද්‍යා වේදිකාව භාවිතයෙන් සිදු කරන ලදී.
මෙම අධ්‍යයනයේ සියලුම උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා UAM භාවිතා කරන ලදී. මෙම තාක්ෂණය 1999 දී සොයා ගන්නා ලද අතර එහි තාක්ෂණික විස්තර, මෙහෙයුම් පරාමිතීන් සහ එහි නව නිපැයුමේ සිට වර්ධනයන් පහත ප්‍රකාශිත ද්‍රව්‍ය භාවිතයෙන් අධ්‍යයනය කළ හැකිය34,35,36,37. උපාංගය (රූපය 1) ක්‍රියාත්මක කරන ලද්දේ බර වැඩ 9 kW SonicLayer 4000® UAM පද්ධතියක් (Fabrisonic, Ohio, USA) භාවිතා කරමිනි. ප්‍රවාහ උපාංගය සඳහා තෝරාගත් ද්‍රව්‍ය වූයේ Cu-110 සහ Al 6061 ය. Cu-110 හි ඉහළ තඹ අන්තර්ගතයක් (අවම වශයෙන් 99.9% තඹ) ඇති අතර, එය තඹ උත්ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියා සඳහා හොඳ අපේක්ෂකයෙකු බවට පත් කරන අතර එම නිසා ක්ෂුද්‍ර ප්‍රතික්‍රියාකාරකය තුළ “ක්‍රියාකාරී ස්ථරයක්” ලෙස භාවිතා කරයි. Al 6061 O “තොග” ද්‍රව්‍යය ලෙස භාවිතා කරයි. , මෙන්ම විශ්ලේෂණය සඳහා භාවිතා කරන අන්තර්කාලන ස්ථරය; Cu-110 ස්ථරය සමඟ ඒකාබද්ධව සහායක මිශ්‍ර ලෝහ සංරචක සහ ඇනීල් කරන ලද තත්වය අන්තර්කාලනය කිරීම. මෙම කාර්යයේදී භාවිතා කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක සමඟ රසායනිකව ස්ථායී බව සොයා ගන්නා ලදී. Cu-110 සමඟ ඒකාබද්ධව Al 6061 O ද UAM සඳහා අනුකූල ද්‍රව්‍ය සංයෝජනයක් ලෙස සලකනු ලබන අතර එබැවින් මෙම අධ්‍යයනය සඳහා සුදුසු ද්‍රව්‍යයකි38,42. මෙම උපාංග පහත වගුව 1 හි ලැයිස්තුගත කර ඇත.
ප්‍රතික්‍රියාකාරක නිෂ්පාදන පියවර (1) 6061 ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ උපස්ථරය (2) තඹ තීරු වලින් පහළ නාලිකාව නිෂ්පාදනය කිරීම (3) ස්ථර අතර තාපකූප ඇතුළත් කිරීම (4) ඉහළ නාලිකාව (5) ඇතුල්වීම සහ පිටවීම (6) ඒකලිත ප්‍රතික්‍රියාකාරකය.
තරල නාලිකා සැලසුම් දර්ශනය වන්නේ කළමනාකරණය කළ හැකි චිප ප්‍රමාණය පවත්වා ගනිමින් චිපය තුළ තරලය ගමන් කරන දුර වැඩි කිරීම සඳහා ඇඹරුණු මාර්ගයක් භාවිතා කිරීමයි. උත්ප්‍රේරක-ප්‍රතික්‍රියාකාරක සම්බන්ධතා කාලය වැඩි කිරීමට සහ විශිෂ්ට නිෂ්පාදන අස්වැන්නක් ලබා දීමට මෙම දුර වැඩි වීම යෝග්‍ය වේ. උපාංගය තුළ කැළඹිලි සහිත මිශ්‍රණයක් ඇති කිරීමට සහ මතුපිට (උත්ප්‍රේරකය) සමඟ ද්‍රවයේ සම්බන්ධතා කාලය වැඩි කිරීමට චිප්ස් සෘජු මාර්ගයක කෙළවරේ 90° නැමීම් භාවිතා කරයි. සාක්ෂාත් කරගත හැකි මිශ්‍රණය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ සැලසුමට මිශ්‍ර කිරීමේ දඟර කොටසට ඇතුළු වීමට පෙර Y-සම්බන්ධතාවයකින් ඒකාබද්ධ කරන ලද ප්‍රතික්‍රියාකාරක ආදාන දෙකක් ඇතුළත් වේ. එහි පදිංචිය හරහා අඩක් ප්‍රවාහය තරණය කරන තුන්වන පිවිසුම, අනාගත බහු-අදියර සංස්ලේෂණ ප්‍රතික්‍රියා සඳහා සැලැස්මට ඇතුළත් වේ.
සියලුම නාලිකා වල හතරැස් පැතිකඩක් ඇත (කෙටි කෝණ නොමැත), එය නාලිකා ජ්‍යාමිතිය නිර්මාණය කිරීමට භාවිතා කරන ආවර්තිතා CNC ඇඹරීමේ ප්‍රතිඵලයකි. ඉහළ (ක්ෂුද්‍ර ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් සඳහා) පරිමාමිතික අස්වැන්නක් ලබා දීම සඳහා නාලිකා මානයන් තෝරා ගනු ලැබේ, නමුත් එහි අඩංගු බොහෝ ද්‍රව සඳහා මතුපිට (උත්ප්‍රේරක) සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමට පහසුකම් සැලසීමට ප්‍රමාණවත් තරම් කුඩා වේ. සුදුසු ප්‍රමාණය ලෝහ-ද්‍රව ප්‍රතික්‍රියා උපාංග සමඟ කතුවරුන්ගේ අතීත අත්දැකීම් මත පදනම් වේ. අවසාන නාලිකාවේ අභ්‍යන්තර මානයන් 750 µm x 750 µm වූ අතර මුළු ප්‍රතික්‍රියාකාරක පරිමාව 1 ml විය. වාණිජ ප්‍රවාහ රසායන විද්‍යා උපකරණ සමඟ උපාංගය පහසුවෙන් අතුරුමුහුණත් කිරීමට ඉඩ සැලසීම සඳහා නිර්මාණයට බිල්ට්-ඉන් සම්බන්ධකයක් (1/4″-28 UNF නූල්) ඇතුළත් කර ඇත. තීරු ද්‍රව්‍යයේ ඝණකම, එහි යාන්ත්‍රික ගුණාංග සහ අතිධ්වනික සමඟ භාවිතා කරන බන්ධන පරාමිතීන් මගින් නාලිකා ප්‍රමාණය සීමා වේ. දී ඇති ද්‍රව්‍ය සඳහා නිශ්චිත පළලකදී, ද්‍රව්‍යය නිර්මාණය කරන ලද නාලිකාවට "පැල්ලම්" වේ. මෙම ගණනය කිරීම සඳහා දැනට නිශ්චිත ආකෘතියක් නොමැත, එබැවින් දී ඇති ද්‍රව්‍යයක් සහ සැලසුමක් සඳහා උපරිම නාලිකා පළල පර්යේෂණාත්මකව තීරණය කරනු ලැබේ, එහිදී 750 µm පළලක් එල්ලා වැටීමට හේතු නොවේ.
නාලිකාවේ හැඩය (හතරැස්) තීරණය කරනු ලබන්නේ හතරැස් කටර් භාවිතයෙන් ය. විවිධ කැපුම් මෙවලම් භාවිතයෙන් විවිධ කැපුම් මෙවලම් භාවිතයෙන් CNC යන්ත්‍රවල නාලිකා වල හැඩය සහ ප්‍රමාණය වෙනස් කළ හැකි අතර එමඟින් විවිධ ප්‍රවාහ අනුපාත සහ ලක්ෂණ ලබා ගත හැකිය. 125 µm මෙවලමක් සහිත වක්‍ර නාලිකාවක් නිර්මාණය කිරීමේ උදාහරණයක් මොනාගන්45 හි සොයාගත හැකිය. තීරු ස්ථරය පැතලි ලෙස යොදන විට, නාලිකා වලට තීරු ද්‍රව්‍ය යෙදීම පැතලි (හතරැස්) මතුපිටක් ඇත. මෙම කාර්යයේදී, නාලිකා සමමිතිය ආරක්ෂා කිරීම සඳහා හතරැස් සමෝච්ඡයක් භාවිතා කරන ලදී.
නිෂ්පාදනයේ ක්‍රමලේඛිත විරාමයක් අතරතුර, තාපකූප උෂ්ණත්ව සංවේදක (K වර්ගය) ඉහළ සහ පහළ නාලිකා කණ්ඩායම් අතර උපාංගයට කෙලින්ම ගොඩනගා ඇත (රූපය 1 - අදියර 3). මෙම තාපකූපවලට -200 සිට 1350 °C දක්වා උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් පාලනය කළ හැකිය.
ලෝහ තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය UAM අං මගින් සිදු කරනු ලබන්නේ 25.4 mm පළල සහ 150 මයික්‍රෝන ඝනකම ඇති ලෝහ තීරු භාවිතා කරමිනි. මෙම තීරු ස්ථර යාබද තීරු මාලාවකින් මුළු ගොඩනැගීමේ ප්‍රදේශයම ආවරණය වන පරිදි සම්බන්ධ කර ඇත; අඩු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය අවසාන පිරිසිදු හැඩය නිර්මාණය කරන බැවින් තැන්පත් කරන ලද ද්‍රව්‍යයේ ප්‍රමාණය අවසාන නිෂ්පාදනයට වඩා විශාල වේ. උපකරණවල බාහිර හා අභ්‍යන්තර සමෝච්ඡයන් යන්ත්‍රගත කිරීම සඳහා CNC යන්ත්‍රෝපකරණ භාවිතා කරනු ලැබේ, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස තෝරාගත් මෙවලම සහ CNC ක්‍රියාවලි පරාමිතීන්ට අනුරූප වන උපකරණ සහ නාලිකා වල මතුපිට නිමාවක් ලැබේ (මෙම උදාහරණයේ දී, 1.6 µm Ra පමණ). මාන නිරවද්‍යතාවය පවත්වා ගැනීම සහතික කිරීම සඳහා උපාංගයේ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය පුරා අඛණ්ඩ, අඛණ්ඩ අතිධ්වනික ද්‍රව්‍ය ඉසීම සහ යන්ත්‍රෝපකරණ චක්‍ර භාවිතා කරනු ලබන අතර නිමි කොටස CNC සියුම් ඇඹරුම් නිරවද්‍යතා මට්ටම් සපුරාලයි. මෙම උපාංගය සඳහා භාවිතා කරන නාලිකාවේ පළල තීරු ද්‍රව්‍ය තරල නාලිකාවේ "පැල්ලම්" නොවන බව සහතික කිරීමට ප්‍රමාණවත් තරම් කුඩා බැවින් නාලිකාවට හතරැස් හරස්කඩක් ඇත. තීරු ද්‍රව්‍යවල ඇති විය හැකි හිඩැස් සහ UAM ක්‍රියාවලියේ පරාමිතීන් නිෂ්පාදන සහකරු (Fabrisonic LLC, USA) විසින් පර්යේෂණාත්මකව තීරණය කරන ලදී.
UAM සංයෝගයේ 46, 47 අතුරුමුහුණතේදී අතිරේක තාප පිරියම් කිරීමකින් තොරව මූලද්‍රව්‍යවල විසරණය ඉතා අඩු බව අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත, එබැවින් මෙම කාර්යයේ උපාංග සඳහා Cu-110 ස්ථරය Al 6061 ස්ථරයට වඩා වෙනස් වන අතර නාටකාකාර ලෙස වෙනස් වේ.
ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ පහළට 250 psi (1724 kPa) දී පූර්ව ක්‍රමාංකනය කරන ලද පසුපස පීඩන නියාමකයක් (BPR) ස්ථාපනය කර ප්‍රතික්‍රියාකාරකය හරහා 0.1 සිට 1 ml min-1 අනුපාතයකින් ජලය පොම්ප කරන්න. පද්ධතියට නියත ස්ථාවර පීඩනයක් පවත්වා ගත හැකි බව සහතික කිරීම සඳහා පද්ධතියට ගොඩනගා ඇති FlowSyn පීඩන පරිවර්තකය භාවිතයෙන් ප්‍රතික්‍රියාකාරක පීඩනය නිරීක්ෂණය කරන ලදී. ප්‍රතික්‍රියාකාරකයට ගොඩනගා ඇති තාපකූප් සහ FlowSyn චිපයේ තාපන තහඩුවට ගොඩනගා ඇති තාපකූප් අතර කිසියම් වෙනසක් සොයමින් ප්‍රවාහ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ විභව උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණය පරීක්ෂා කරන ලදී. මෙය සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ 25 °C වර්ධක වලදී 100 සහ 150 °C අතර වැඩසටහන්ගත හොට්ප්ලේට් උෂ්ණත්වය වෙනස් කිරීමෙන් සහ වැඩසටහන්ගත කර ඇති සහ වාර්තා කරන ලද උෂ්ණත්ව අතර කිසියම් වෙනසක් නිරීක්ෂණය කිරීමෙනි. මෙය tc-08 දත්ත ලොගර් (PicoTech, කේම්බ්‍රිජ්, UK) සහ ඒ සමඟ ඇති PicoLog මෘදුකාංගය භාවිතයෙන් සාක්ෂාත් කර ගන්නා ලදී.
ෆීනයිල්ඇසිටිලීන් සහ අයඩෝඊතේන් වල සයික්ලෝඇඩිෂන් ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා කොන්දේසි ප්‍රශස්ත කර ඇත (යෝජනා ක්‍රමය 1-ෆීනයිල්ඇසිටිලීන් සහ අයඩෝඊතේන් වල චක්‍ර පැටවීම, යෝජනා ක්‍රමය 1-ෆීනයිල්ඇසිටිලීන් සහ අයඩෝඊතේන් වල චක්‍ර පැටවීම). මෙම ප්‍රශස්තිකරණය සිදු කරන ලද්දේ සම්පූර්ණ සාධකීය අත්හදා බැලීම් සැලසුම් (DOE) ප්‍රවේශයක් භාවිතා කරමිනි, උෂ්ණත්වය සහ පදිංචි කාලය විචල්‍ය ලෙස භාවිතා කරමින් ඇල්කයින:ඇසයිඩ් අනුපාතය 1:2 ට සවි කරමිනි.
සෝඩියම් ඇසයිඩ් (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), අයඩෝඊතේන් (0.25 M, DMF) සහ ෆීනයිල්ඇසිටිලීන් (0.125 M, DMF) යන වෙනම ද්‍රාවණ සකස් කරන ලදී. සෑම ද්‍රාවණයකින්ම මිලි ලීටර් 1.5 ක ඇල්කොහොට් එකක් මිශ්‍ර කර අපේක්ෂිත ප්‍රවාහ අනුපාතය සහ උෂ්ණත්වයේ දී ප්‍රතික්‍රියාකාරකය හරහා පොම්ප කරන ලදී. ආකෘතියේ ප්‍රතිචාරය ට්‍රයසෝල් නිෂ්පාදනයේ උච්ච ප්‍රදේශයේ ෆීනයිල්ඇසිටිලීන් ආරම්භක ද්‍රව්‍යයට අනුපාතය ලෙස ගන්නා ලද අතර ඉහළ කාර්ය සාධන ද්‍රව වර්ණදේහ (HPLC) භාවිතයෙන් තීරණය කරන ලදී. විශ්ලේෂණ අනුකූලතාව සඳහා, ප්‍රතික්‍රියා මිශ්‍රණය ප්‍රතික්‍රියාකාරකයෙන් ඉවත් වූ වහාම සියලුම ප්‍රතික්‍රියා ගනු ලැබේ. ප්‍රශස්තිකරණය සඳහා තෝරාගත් පරාමිති පරාසයන් වගුව 2 හි දක්වා ඇත.
සියලුම සාම්පල ක්වාටර්නරි පොම්පයක්, තීරු උඳුනක්, විචල්‍ය තරංග ආයාම UV අනාවරකයක් සහ ස්වයංක්‍රීය සාම්පලයකින් සමන්විත Chromaster HPLC පද්ධතියක් (VWR, PA, USA) භාවිතයෙන් විශ්ලේෂණය කරන ලදී. තීරුව සමානතා 5 C18 (VWR, PA, USA), 4.6 x 100 mm, 5 µm අංශු ප්‍රමාණය, 40°C දී පවත්වා ගෙන යනු ලැබේ. ද්‍රාවකය 1.5 ml·min-1 ප්‍රවාහ අනුපාතයකින් සමස්ථානික මෙතනෝල්:ජලය 50:50 විය. එන්නත් පරිමාව 5 μl වූ අතර අනාවරක තරංග ආයාමය 254 nm විය. DOE සාම්පලය සඳහා % උච්ච ප්‍රදේශය ගණනය කරන ලද්දේ අවශේෂ ඇල්කයින සහ ට්‍රයසෝල් නිෂ්පාදනවල උච්ච ප්‍රදේශවලින් පමණි. ආරම්භක ද්‍රව්‍ය හඳුන්වාදීම මඟින් අනුරූප උච්ච හඳුනා ගැනීමට හැකි වේ.
ප්‍රතික්‍රියාකාරක විශ්ලේෂණයේ ප්‍රතිඵල MODDE DOE මෘදුකාංගය (Umetrics, Malmö, Sweden) සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් ප්‍රතිඵල පිළිබඳ සම්පූර්ණ ප්‍රවණතා විශ්ලේෂණයක් සහ මෙම චක්‍ර එකතු කිරීම සඳහා ප්‍රශස්ත ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන් තීරණය කිරීමට හැකි විය. බිල්ට්-ඉන් ප්‍රශස්තකරණය ක්‍රියාත්මක කිරීම සහ සියලුම වැදගත් ආකෘති පද තෝරා ගැනීම ඇසිටිලීන් පෝෂක සඳහා උච්ච ප්‍රදේශය අඩු කරන අතරම නිෂ්පාදනයේ උච්ච ප්‍රදේශය උපරිම කිරීමට නිර්මාණය කර ඇති ප්‍රතික්‍රියා කොන්දේසි සමූහයක් නිර්මාණය කරයි.
උත්ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියා කුටියේ තඹ මතුපිට ඔක්සිකරණය කිරීම, එක් එක් ට්‍රයිසෝල් සංයෝගයේ සංස්ලේෂණයට පෙර ප්‍රතික්‍රියා කුටිය හරහා ගලා යන හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් ද්‍රාවණයක් (36%) (ප්‍රවාහ අනුපාතය = 0.4 ml min-1, පදිංචි කාලය = 2.5 min) භාවිතයෙන් සිදු කරන ලදී. පුස්තකාලය.
ප්‍රශස්ත කොන්දේසි කට්ටලය තීරණය කළ පසු, කුඩා සංස්ලේෂණ පුස්තකාලයක් සම්පාදනය කිරීමට ඉඩ සැලසීම සඳහා ඒවා ඇසිටිලීන් සහ හැලෝඇල්කේන් ව්‍යුත්පන්න පරාසයකට යොදන ලද අතර, එමඟින් මෙම කොන්දේසි පුළුල් පරාසයක විභව ප්‍රතික්‍රියාකාරක සඳහා යෙදීමේ හැකියාව ස්ථාපිත කරන ලදී (රූපය 1). 2).
සෝඩියම් ඇසයිඩ් (0.25 M, 4:1 DMF:H2O), හැලෝඇල්කේන් (0.25 M, DMF) සහ ඇල්කයින (0.125 M, DMF) යන වෙනම ද්‍රාවණ සකස් කරන්න. එක් එක් ද්‍රාවණයෙන් මිලි ලීටර් 3 ක ඇල්කොහොල් මිශ්‍ර කර 75 µl/min අනුපාතයකින් සහ 150°C උෂ්ණත්වයකදී ප්‍රතික්‍රියාකාරකය හරහා පොම්ප කරන ලදී. සම්පූර්ණ පරිමාව කුප්පියකට එකතු කර එතිල් ඇසිටේට් මිලි ලීටර් 10 ක් සමඟ තනුක කරන ලදී. සාම්පල ද්‍රාවණය ජලයෙන් 3 x 10 මිලි වලින් සෝදා ඇත. ජලීය ස්ථර ඒකාබද්ධ කර එතිල් ඇසිටේට් මිලි ලීටර් 10 ක් සමඟ නිස්සාරණය කර, පසුව කාබනික ස්ථර ඒකාබද්ධ කර, 3×10 මිලි බ්‍රයින් සමඟ සෝදා, MgSO 4 මත වියළා පෙරා, පසුව ද්‍රාවකය රික්තකයෙන් ඉවත් කරන ලදී. HPLC, 1H NMR, 13C NMR සහ ඉහළ විභේදන ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂය (HR-MS) සංයෝජනයක් මගින් විශ්ලේෂණය කිරීමට පෙර එතිල් ඇසිටේට් භාවිතයෙන් සිලිකා ජෙල් තීරු වර්ණදේහ විද්‍යාව මගින් සාම්පල පිරිසිදු කරන ලදී.
සියලුම වර්ණාවලි ලබා ගන්නා ලද්දේ ESI අයනීකරණ ප්‍රභවය ලෙස භාවිතා කරන ලද Thermofischer Precision Orbitrap ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂයක් භාවිතා කරමිනි. සියලුම සාම්පල සකස් කර ඇත්තේ ඇසිටොනයිට්‍රයිල් ද්‍රාවකයක් ලෙස භාවිතා කරමිනි.
ඇලුමිනියම් උපස්ථරයක් සහිත සිලිකා තහඩු මත TLC විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී. තහඩු UV ආලෝකය (254 nm) හෝ වැනිලින් පැල්ලම් කිරීම සහ රත් කිරීම මගින් දෘශ්‍යමාන කරන ලදී.
සියලුම සාම්පල ස්වයංක්‍රීය සාම්පලයක්, තීරු උඳුනක් සහිත ද්විමය පොම්පයක් සහ තනි තරංග ආයාම අනාවරකයක් සහිත VWR Chromaster පද්ධතියක් (VWR International Ltd., Leighton Buzzard, UK) භාවිතයෙන් විශ්ලේෂණය කරන ලදී. ACE Equivalence 5 C18 තීරුවක් (150 x 4.6 mm, Advanced Chromatography Technologies Ltd., Aberdeen, Scotland) භාවිතා කරන ලදී.
එන්නත් (5 µl) තනුක කරන ලද බොරතෙල් ප්‍රතික්‍රියා මිශ්‍රණයෙන් (1:10 තනුක කිරීම) සෘජුවම සාදන ලද අතර ජලය: මෙතනෝල් (50:50 හෝ 70:30) සමඟ විශ්ලේෂණය කරන ලදී, 1.5 ml/min ප්‍රවාහ අනුපාතයකින් 70:30 ද්‍රාවක පද්ධතියක් (තරු අංකය ලෙස දක්වා ඇත) භාවිතා කරන සමහර සාම්පල හැර. තීරුව 40°C හි තබා ඇත. අනාවරකයේ තරංග ආයාමය 254 nm වේ.
සාම්පලයේ % උච්ච ප්‍රදේශය ගණනය කරන ලද්දේ අවශේෂ ඇල්කයිනයේ උච්ච ප්‍රදේශයෙන්, ට්‍රයිසෝල් නිෂ්පාදනයෙන් පමණක් වන අතර, ආරම්භක ද්‍රව්‍ය හඳුන්වාදීම මඟින් අනුරූප උච්ච හඳුනා ගැනීමට හැකි විය.
සියලුම සාම්පල Thermo iCAP 6000 ICP-OES භාවිතයෙන් විශ්ලේෂණය කරන ලදී. සියලුම ක්‍රමාංකන ප්‍රමිතීන් 2% නයිට්‍රික් අම්ලයේ (SPEX Certi Prep) 1000 ppm Cu සම්මත ද්‍රාවණයක් භාවිතයෙන් සකස් කරන ලදී. සියලුම ප්‍රමිතීන් 5% DMF සහ 2% HNO3 ද්‍රාවණයකින් සකස් කරන ලද අතර, සියලුම සාම්පල DMF-HNO3 නියැදි ද්‍රාවණයකින් 20 වතාවක් තනුක කරන ලදී.
UAM අවසාන එකලස් කිරීම නිර්මාණය කිරීමට භාවිතා කරන ලෝහ තීරු සම්බන්ධ කිරීමේ ක්‍රමයක් ලෙස අතිධ්වනික ලෝහ වෑල්ඩින් භාවිතා කරයි. අතිධ්වනික ලෝහ වෑල්ඩින් ද්‍රව්‍ය කම්පනය කිරීමෙන් බන්ධනය/පෙර ඒකාබද්ධ කරන ලද ස්ථරයට පීඩනය යෙදීම සඳහා කම්පන ලෝහ මෙවලමක් (අං හෝ අතිධ්වනික අං ලෙස හැඳින්වේ) භාවිතා කරයි. අඛණ්ඩ ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා, සොනොට්‍රෝඩයට සිලින්ඩරාකාර හැඩයක් ඇති අතර ද්‍රව්‍යයේ මතුපිටට පෙරළී මුළු ප්‍රදේශයම ඇලවීම සිදු කරයි. පීඩනය සහ කම්පනය යොදන විට, ද්‍රව්‍යයේ මතුපිට ඇති ඔක්සයිඩ ඉරිතලා යා හැක. නිරන්තර පීඩනය සහ කම්පනය ද්‍රව්‍යයේ රළුබව විනාශ කිරීමට හේතු විය හැක 36 . දේශීයකරණය වූ තාපය සහ පීඩනය සමඟ සමීප සම්බන්ධතාවය පසුව ද්‍රව්‍ය අතුරුමුහුණත්වල ඝන අවධි බන්ධනයකට මග පාදයි; එය මතුපිට ශක්තිය වෙනස් කිරීමෙන් සහජීවනය ප්‍රවර්ධනය කළ හැකිය48. බන්ධන යාන්ත්‍රණයේ ස්වභාවය අනෙකුත් ආකලන නිෂ්පාදන තාක්ෂණයන්හි සඳහන් විචල්‍ය දියවන උෂ්ණත්වය සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව බලපෑම් සමඟ සම්බන්ධ බොහෝ ගැටළු ජය ගනී. මෙය විවිධ ද්‍රව්‍යවල ස්ථර කිහිපයක සෘජු සම්බන්ධතාවයට (එනම් මතුපිට වෙනස් කිරීමකින් තොරව, පිරවුම් හෝ මැලියම් නොමැතිව) තනි ඒකාබද්ධ ව්‍යුහයකට ඉඩ සලසයි.
CAM සඳහා දෙවන හිතකර සාධකය වන්නේ අඩු උෂ්ණත්වවලදී පවා ලෝහමය ද්‍රව්‍යවල නිරීක්ෂණය වන ඉහළ ප්ලාස්ටික් ප්‍රවාහයයි, එනම් ලෝහමය ද්‍රව්‍යවල ද්‍රවාංකයට වඩා බෙහෙවින් අඩුය. අතිධ්වනික කම්පන සහ පීඩනයේ සංයෝජනය මඟින් තොග ද්‍රව්‍ය සමඟ සම්ප්‍රදායිකව සම්බන්ධ වන සැලකිය යුතු උෂ්ණත්ව වැඩිවීමකින් තොරව දේශීය ධාන්‍ය මායිම් සංක්‍රමණය සහ නැවත ස්ඵටිකීකරණය ඉහළ මට්ටමකට හේතු වේ. අවසාන එකලස් කිරීම නිර්මාණය කිරීමේදී, මෙම සංසිද්ධිය ලෝහ තීරු ස්ථර අතර, ස්ථරයෙන් ස්ථරයට ක්‍රියාකාරී සහ නිෂ්ක්‍රීය සංරචක ඇතුළත් කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය. දෘශ්‍ය තන්තු 49, ශක්තිමත් කිරීම 46, ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ 50 සහ තාපකූප (මෙම කාර්යය) වැනි මූලද්‍රව්‍ය UAM ව්‍යුහයන් තුළට සාර්ථකව ඒකාබද්ධ කර ඇති අතර ක්‍රියාකාරී සහ නිෂ්ක්‍රීය සංයුක්ත එකලස් කිරීම් නිර්මාණය කරයි.
මෙම කාර්යයේදී, උත්ප්‍රේරක උෂ්ණත්ව පාලනය සඳහා කදිම ක්ෂුද්‍ර ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා විවිධ ද්‍රව්‍ය බන්ධන හැකියාවන් සහ UAM අන්තර් සම්බන්ධක හැකියාවන් යන දෙකම භාවිතා කරන ලදී.
පැලේඩියම් (Pd) සහ අනෙකුත් බහුලව භාවිතා වන ලෝහ උත්ප්‍රේරක හා සසඳන විට, Cu උත්ප්‍රේරණයට වාසි කිහිපයක් ඇත: (i) ආර්ථික වශයෙන්, උත්ප්‍රේරණය සඳහා භාවිතා කරන අනෙකුත් බොහෝ ලෝහවලට වඩා Cu ලාභදායී වන අතර එබැවින් රසායනික කර්මාන්තය සඳහා ආකර්ශනීය විකල්පයකි (ii) Cu-උත්ප්‍රේරක හරස්-සම්බන්ධක ප්‍රතික්‍රියා පරාසය පුළුල් වෙමින් පවතින අතර Pd51, 52, 53-පාදක ක්‍රමවේදයන්ට තරමක් අනුපූරක වන බව පෙනේ (iii) අනෙකුත් ලිගන්ඩ් නොමැති විට Cu-උත්ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියා හොඳින් ක්‍රියා කරයි. මෙම ලිගන්ඩ් බොහෝ විට ව්‍යුහාත්මකව සරල සහ මිල අඩු වේ. අවශ්‍ය නම්, Pd රසායන විද්‍යාවේ භාවිතා වන ඒවා බොහෝ විට සංකීර්ණ, මිල අධික සහ වායු සංවේදී වේ (iv) Cu, විශේෂයෙන් සොනොගෂිරාගේ ද්විලෝහ උත්ප්‍රේරක සම්බන්ධ කිරීම සහ ඇසයිඩ සමඟ සයික්ලෝඇඩිෂන් වැනි සංස්ලේෂණයේදී ඇල්කයින බන්ධනය කිරීමේ හැකියාව සඳහා ප්‍රසිද්ධය (රසායන විද්‍යාව ක්ලික් කරන්න) (v) Cu හට උල්මන් වර්ගයේ ප්‍රතික්‍රියා වලදී සමහර නියුක්ලියෝෆයිලවල ඇරිලේෂන් ප්‍රවර්ධනය කළ හැකිය.
මෑතකදී, Cu(0) ඉදිරියේ මෙම සියලු ප්‍රතික්‍රියා විෂමජාතීයකරණය පිළිබඳ උදාහරණ පෙන්නුම් කර ඇත. මෙයට බොහෝ දුරට හේතු වී ඇත්තේ ඖෂධ කර්මාන්තය සහ ලෝහ උත්ප්‍රේරක නැවත ලබා ගැනීම සහ නැවත භාවිතා කිරීම කෙරෙහි වැඩිවන අවධානයයි55,56.
1960 ගණන්වල හුයිස්ජන් විසින් ප්‍රථම වරට යෝජනා කරන ලද, ඇසිටිලීන් සහ ඇසයිඩ් අතර 1,2,3-ට්‍රයිසෝල් වලට 1,3-ඩයිපෝලර් සයික්ලෝඇඩිෂන් ප්‍රතික්‍රියාව57, සහජීවන නිරූපණ ප්‍රතික්‍රියාවක් ලෙස සැලකේ. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ට්‍රයිසෝල් කොටස් 1,2,3 විවිධ චිකිත්සක කාරකවල ජීව විද්‍යාත්මක යෙදීම් සහ භාවිතය හේතුවෙන් ඖෂධ සොයාගැනීමේදී ඖෂධීය කාරකයක් ලෙස විශේෂ උනන්දුවක් දක්වයි [58].
ෂාප්ලස් සහ අනෙකුත් අය "ක්ලික් රසායන විද්‍යාව" යන සංකල්පය හඳුන්වා දුන් විට මෙම ප්‍රතික්‍රියාවට නව අවධානයක් ලැබුණි. විෂම පරමාණුක බන්ධන (CXC)60 භාවිතා කරමින් නව සංයෝග සහ සංයුක්ත පුස්තකාලවල වේගවත් සංස්ලේෂණය සඳහා ශක්තිමත් සහ තෝරාගත් ප්‍රතික්‍රියා සමූහයක් විස්තර කිරීමට "ක්ලික් රසායන විද්‍යාව" යන යෙදුම භාවිතා වේ. මෙම ප්‍රතික්‍රියා වල කෘතිම ආකර්ෂණය ඇති වන්නේ ඒවා හා සම්බන්ධ ඉහළ අස්වැන්න නිසාය. කොන්දේසි සරලයි, ඔක්සිජන් සහ ජලයට ප්‍රතිරෝධය, සහ නිෂ්පාදන වෙන් කිරීම සරලයි61.
සම්භාව්‍ය 1,3-ඩයිපෝල් හුයිස්ජන් සයික්ලොඇඩිෂන් "ක්ලික් රසායන විද්‍යාව" කාණ්ඩයට අයත් නොවේ. කෙසේ වෙතත්, මෙඩල් සහ ෂාප්ලස් පෙන්නුම් කළේ මෙම ඇසයිඩ්-ඇල්කයින සම්බන්ධක සිදුවීම Cu(I) ඉදිරියේ 107–108 ට භාජනය වන බවත්, උත්ප්‍රේරක නොවන 1,3-ඩයිපෝලර් සයික්ලොඇඩිෂන් 62,63 අනුපාතයේ සැලකිය යුතු ත්වරණයකට සාපේක්ෂව බවත්ය. මෙම දියුණු ප්‍රතික්‍රියා යාන්ත්‍රණයට ආරක්ෂිත කණ්ඩායම් හෝ දැඩි ප්‍රතික්‍රියා තත්වයන් අවශ්‍ය නොවන අතර කාලයත් සමඟ 1,4-විස්ථාපනය කරන ලද 1,2,3-ට්‍රයිසෝල් (ප්‍රති-1,2,3-ට්‍රයිසෝල්) වෙත පාහේ සම්පූර්ණ පරිවර්තනය සහ තේරීම සපයයි (රූපය 3).
සාම්ප්‍රදායික සහ තඹ-උත්ප්‍රේරක Huisgen සයික්ලොඇඩිෂන් වල සමමිතික ප්‍රතිඵල. Cu(I)-උත්ප්‍රේරක Huisgen සයික්ලොඇඩිෂන් මඟින් 1,4-විභේදක 1,2,3-ට්‍රයිසෝල් පමණක් ලබා දෙන අතර, තාප ප්‍රේරිත Huisgen සයික්ලොඇඩිෂන් මඟින් සාමාන්‍යයෙන් 1,4- සහ 1,5-ට්‍රයිසෝල් වලින් 1:1 ඇසෝල් ස්ටීරියෝඅයිසෝමර් මිශ්‍රණයක් ලබා දේ.
බොහෝ ප්‍රොටෝකෝලවලට CuSO4 හෝ Cu(II)/Cu(0) සංයෝගය සෝඩියම් ලවණ සමඟ ඒකාබද්ධව අඩු කිරීම වැනි Cu(II) හි ස්ථායී ප්‍රභවයන් අඩු කිරීම ඇතුළත් වේ. අනෙකුත් ලෝහ උත්ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියා හා සසඳන විට, Cu(I) භාවිතය මිල අඩු සහ හැසිරවීමට පහසු වීම යන ප්‍රධාන වාසි ඇත.
වොරෙල් සහ තවත් අය විසින් කරන ලද චාලක සහ සමස්ථානික අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ, පර්යන්ත ඇල්කයින සම්බන්ධයෙන්, ඇසයිඩ් සම්බන්ධයෙන් එක් එක් අණුවේ ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය සක්‍රීය කිරීමේදී තඹ සමාන දෙකක් සම්බන්ධ වන බවයි. යෝජිත යාන්ත්‍රණය ඉදිරියට යන්නේ ඇසයිඩ් σ-බන්ධිත තඹ ඇසිටිලයිඩ් සමඟ π-බන්ධිත තඹ සමඟ ස්ථායී පරිත්‍යාගශීලී ලිගන්ඩයක් ලෙස සම්බන්ධීකරණය කිරීමෙන් සාදන ලද හය-සාමාජික තඹ ලෝහ වළල්ලක් හරහා ය. තඹ ට්‍රයසොලයිල් ව්‍යුත්පන්නයන් සෑදී ඇත්තේ මුදු හැකිලීමෙන් පසුව ප්‍රෝටෝන වියෝජනයෙන් ට්‍රයසෝල් නිෂ්පාදන සෑදීමට සහ උත්ප්‍රේරක චක්‍රය වසා දැමීමට ය.
ප්‍රවාහ රසායන විද්‍යා උපාංගවල ප්‍රතිලාභ හොඳින් ලේඛනගත කර ඇතත්, තත්‍ය කාලීන ක්‍රියාවලි අධීක්ෂණය සඳහා විශ්ලේෂණ මෙවලම් මෙම පද්ධතිවලට ඒකාබද්ධ කිරීමට ආශාවක් තිබේ66,67. සෘජුවම කාවැද්දූ සංවේදක මූලද්‍රව්‍ය සහිත උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරී, තාප සන්නායක ද්‍රව්‍ය වලින් ඉතා සංකීර්ණ 3D ප්‍රවාහ ප්‍රතික්‍රියාකාරක සැලසුම් කිරීම සහ නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා UAM සුදුසු ක්‍රමයක් බව ඔප්පු වී ඇත (රූපය 4).
සංකීර්ණ අභ්‍යන්තර නාලිකා ව්‍යුහයක්, බිල්ට්-ඉන් තාපකූපල් සහ උත්ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියා කුටියක් සහිත අතිධ්වනික ආකලන නිෂ්පාදනය (UAM) මගින් නිෂ්පාදනය කරන ලද ඇලුමිනියම්-තඹ ප්‍රවාහ ප්‍රතික්‍රියාකාරකය. අභ්‍යන්තර තරල මාර්ග දෘශ්‍යමාන කිරීම සඳහා, ස්ටීරියෝලිතෝග්‍රැෆි භාවිතයෙන් සාදන ලද විනිවිද පෙනෙන මූලාකෘතියක් ද පෙන්වා ඇත.
අනාගත කාබනික ප්‍රතික්‍රියා සඳහා ප්‍රතික්‍රියාකාරක සාදන බව සහතික කිරීම සඳහා, ද්‍රාවක ඒවායේ තාපාංකයට වඩා ආරක්ෂිතව රත් කළ යුතුය; ඒවා පීඩනය සහ උෂ්ණත්වය පරීක්ෂා කරනු ලැබේ. පීඩන පරීක්ෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ පද්ධතියේ ඉහළ පීඩනයකදී පවා (1.7 MPa) පද්ධතිය ස්ථාවර සහ නියත පීඩනයක් පවත්වා ගන්නා බවයි. H2O ද්‍රවයක් ලෙස භාවිතා කරමින් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ජල ස්ථිතික පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී.
(රූපය 1) තාපකූපය උෂ්ණත්ව දත්ත ලොගරයට සම්බන්ධ කිරීමෙන් පෙන්නුම් කළේ තාපකූපයේ උෂ්ණත්වය FlowSyn පද්ධතියේ වැඩසටහන්ගත උෂ්ණත්වයට වඩා 6 °C (± 1 °C) අඩු බවයි. සාමාන්‍යයෙන්, උෂ්ණත්වයේ 10°C වැඩිවීමක් ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය දෙගුණ කරයි, එබැවින් අංශක කිහිපයක උෂ්ණත්ව වෙනසක් ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කළ හැකිය. නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී භාවිතා කරන ද්‍රව්‍යවල ඉහළ තාප විවර්තනය හේතුවෙන් RPV පුරා උෂ්ණත්ව අලාභය හේතුවෙන් මෙම වෙනස ඇති වේ. මෙම තාප ප්ලාවිතය නියත වන අතර එම නිසා ප්‍රතික්‍රියාව අතරතුර නිවැරදි උෂ්ණත්වයන් ළඟා වී මැනීම සහතික කිරීම සඳහා උපකරණ සැකසීමේදී එය සැලකිල්ලට ගත හැකිය. මේ අනුව, මෙම මාර්ගගත අධීක්ෂණ මෙවලම ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය දැඩි ලෙස පාලනය කිරීමට පහසුකම් සපයන අතර වඩාත් නිවැරදි ක්‍රියාවලි ප්‍රශස්තිකරණයට සහ ප්‍රශස්ත තත්වයන් වර්ධනය කිරීමට දායක වේ. මෙම සංවේදක බාහිර තාප ප්‍රතික්‍රියා හඳුනා ගැනීමට සහ මහා පරිමාණ පද්ධතිවල පලා යන ප්‍රතික්‍රියා වැළැක්වීමට ද භාවිතා කළ හැකිය.
මෙම පත්‍රිකාවේ ඉදිරිපත් කර ඇති ප්‍රතික්‍රියාකාරකය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාකාරක නිෂ්පාදනය සඳහා UAM තාක්ෂණය යෙදීමේ පළමු උදාහරණය වන අතර මෙම උපාංගවල AM/3D මුද්‍රණය සමඟ දැනට සම්බන්ධ වී ඇති ප්‍රධාන සීමාවන් කිහිපයක් ආමන්ත්‍රණය කරයි, එනම්: (i) තඹ හෝ ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සැකසීම හා සම්බන්ධ කැපී පෙනෙන ගැටළු ජය ගැනීම (ii) තෝරාගත් ලේසර් උණු කිරීම (SLM) වැනි කුඩු ඇඳ උණු කිරීමේ (PBF) ක්‍රමවලට සාපේක්ෂව වැඩිදියුණු කළ අභ්‍යන්තර නාලිකා විභේදනය25,69 දුර්වල ද්‍රව්‍ය ප්‍රවාහය සහ රළු මතුපිට වයනය26 (iii) කුඩු ඇඳ තාක්ෂණයේ කළ නොහැකි සෘජු සම්බන්ධක සංවේදක සඳහා පහසුකම් සපයන අඩු සැකසුම් උෂ්ණත්වය, (v) විවිධ පොදු කාබනික ද්‍රාවක සඳහා පොලිමර් මත පදනම් වූ සංරචකවල දුර්වල යාන්ත්‍රික ගුණාංග සහ සංවේදීතාව ජය ගැනීම17,19.
අඛණ්ඩ ප්‍රවාහ තත්වයන් යටතේ තඹ-උත්ප්‍රේරක ඇල්කිනසයිඩ් සයික්ලොඇඩිෂන් ප්‍රතික්‍රියා මාලාවක් මගින් ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය පෙන්නුම් කරන ලදී (රූපය 2). රූපය 4 හි පෙන්වා ඇති අතිධ්වනික මුද්‍රිත තඹ ප්‍රතික්‍රියාකාරකය වාණිජ ප්‍රවාහ පද්ධතියක් සමඟ ඒකාබද්ධ කරන ලද අතර සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ් ඉදිරියේ ඇසිටිලීන් සහ ඇල්කයිල් කාණ්ඩ හේලයිඩවල උෂ්ණත්ව පාලිත ප්‍රතික්‍රියාවක් භාවිතා කරමින් විවිධ 1,4-විභේදක 1,2,3-ට්‍රයිසෝල් වල ඇසයිඩ් පුස්තකාලයක් සංස්ලේෂණය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී (රූපය 3). අඛණ්ඩ ප්‍රවාහ ප්‍රවේශය භාවිතා කිරීම කණ්ඩායම් ක්‍රියාවලීන්හි ඇති විය හැකි ආරක්ෂිත ගැටළු අඩු කරයි, මන්ද මෙම ප්‍රතික්‍රියාව ඉතා ප්‍රතික්‍රියාශීලී සහ භයානක ඇසයිඩ් අතරමැදි නිපදවයි [317], [318]. මුලදී, ප්‍රතික්‍රියාව ෆීනයිල්ඇසිටිලීන් සහ අයඩෝඊතේන් සයික්ලොඇඩිෂන් සඳහා ප්‍රශස්තිකරණය කරන ලදී (යෝජනා ක්‍රමය 1 - ෆීනයිල්ඇසිටිලීන් සහ අයඩෝඊතේන් සයික්ලොඇඩිෂන්) (රූපය 5 බලන්න).
(ඉහළ වමේ) ෆීනයිල්ඇසිටිලීන් සහ අයඩෝඊතේන් අතර ප්‍රශස්තිකරණය සඳහා සහ ප්‍රතික්‍රියාවේ ප්‍රශස්තිකරණය කළ පරිවර්තන අනුපාත පරාමිතීන් පෙන්වීම සඳහා හුයිස්ජන් 57 සයික්ලොඇඩිෂන් යෝජනා ක්‍රමයේ ප්‍රශස්තිකරණය කළ (පහළ) යෝජනා ක්‍රමයෙන් ලබාගත් ප්‍රවාහ පද්ධතියකට (ඉහළ දකුණේ) 3DP ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් ඇතුළත් කිරීමට භාවිතා කරන සැකසුමේ ක්‍රමලේඛනය.
ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ උත්ප්‍රේරක කොටසේ ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල පදිංචි කාලය පාලනය කිරීමෙන් සහ සෘජුවම ඒකාබද්ධ කරන ලද තාපකූප සංවේදකයක් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය ප්‍රවේශමෙන් නිරීක්ෂණය කිරීමෙන්, ප්‍රතික්‍රියා තත්වයන් අවම කාලයක් සහ ද්‍රව්‍ය සමඟ ඉක්මනින් සහ නිවැරදිව ප්‍රශස්තිකරණය කළ හැකිය. මිනිත්තු 15 ක පදිංචි කාලයක් සහ 150°C ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වයක් භාවිතා කරමින් ඉහළම පරිවර්තනය ලබා ගත් බව ඉක්මනින් සොයා ගන්නා ලදී. MODDE මෘදුකාංගයේ සංගුණක සටහනෙන්, පදිංචි කාලය සහ ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය යන දෙකම ආකෘතියේ වැදගත් කොන්දේසි ලෙස සලකනු ලබන බව දැකිය හැකිය. මෙම තෝරාගත් කොන්දේසි භාවිතා කරමින් බිල්ට්-ඉන් ප්‍රශස්තිකරණය ක්‍රියාත්මක කිරීම ආරම්භක ද්‍රව්‍ය උච්ච ප්‍රදේශ අඩු කරන අතරම නිෂ්පාදන උච්ච ප්‍රදේශ උපරිම කිරීමට නිර්මාණය කර ඇති ප්‍රතික්‍රියා කොන්දේසි සමූහයක් නිර්මාණය කරයි. මෙම ප්‍රශස්තිකරණය ට්‍රයසෝල් නිෂ්පාදනයේ 53% පරිවර්තනයක් ලබා දුන් අතර එය ආකෘතියේ 54% ක පුරෝකථනයට හරියටම ගැලපේ.