Процесс 3D-печати, который создает химически активный катализатор за один шаг и открывающий двери для более эффективных способов получения катализаторов для сложных химических реакций в широком спектре отраслей, разработан учеными Ames Laboratory.
Хотя трехмерная печать нашла применение во многих областях, ее использование для контроля химических реакций или катализа является относительно новым. В настоящее время производство трехмерных катализаторов обычно включает различные способы осаждения химически активных веществ на предварительно отпечатанные структуры.
Команда экспертов во главе с Себастьян Манцано нашла способ объединить структуру с химией всего за один шаг, используя недорогие коммерческие 3D-принтеры. Структуры спроектированы в компьютере и построены с помощью лазера в ванне со специальными смолами, которые полимеризуются и затвердевают поэтапно. Конечный продукт, обладает каталитическими свойствами, уже присущими объекту.
«Мономеры или строительные блоки, с которых мы начинаем работать, предназначены для того, чтобы быть бифункциональными. Они реагируют со светом, чтобы затвердеть в трехмерную структуру, и все еще сохраняют активные места для химических реакций», поясняет Манцано. По его словам, катализаторы, построенные с помощью этого метода, продемонстрировали успех в нескольких реакциях, общих для органической химии. Они также адаптируются с последующей пост-обработкой, что делает возможными многоступенчатые реакции.
«Мы можем контролировать форму самой структуры и дизайн катализатора, его наномасштабные функции», добавил соавтор разработки Игорь Слоунинг. «Это открывает множество возможностей для быстрого создания структур, предназначенных для выполнения различных химических преобразований».