В настоящее время технологии химической и фармацевтической промышленности движутся по пути миниатюризации. При этом, на первый план выходят высокое качество продукта и точность его получения. Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) изучили перемешивание и транспорт ценных химических веществ в микромасштабных каналах.
Как сообщает пресс–центр университета, предложенная специалистами разработка, будет применяться при получении ценных субстанций и создании биодоступных медицинских препаратов.
Характерные размеры используемых сейчас проточных реакторов варьируются от микрометра до миллиметра. Основная проблема таких реакторов — перемешивание реагентов. Сегодня задачу решают с помощью высокотехнологичной механической мешалки. Однако с точки зрения энерго- и ресурсосбережения для перемешивания химически активных веществ в реакторах малого масштаба гораздо выгоднее использовать механизм естественной конвекции.
«Заполненная реагентами цилиндрическая ячейка Хеле-Шоу, состоящая из двух стеклянных пластин с узким зазором между ними, — лишь одна из множества удобных конфигураций. Лучше всего такая ячейка подходит для управления жидкостью с помощью поля центробежной силы.В отличие от гравитации, эту силу можно контролировать в эксперименте: организовать очень высокую скорость перемешивания или же, наоборот, снизить ее до минимума, если это необходимо. Кроме того, инерционное воздействие на жидкость в данном случае является пространственно неоднородным, что позволяет создавать локализованные движения», — сообщил Владимир Уточкин аспирант кафедры «Прикладная физика».
Наряду с химической промышленностью, в подобных исследованиях заинтересована и медицина. Новая технология поможет в доставке полезных компонентов по микрокапиллярам, смешении и сепарации важных для организма субстанций, имитации воздействия микро- и гипергравитационных перегрузок на живые системы. Исследование поддержано Российским научным фондом.
Результаты работы ученых опубликованы в журнале Microgravity Science and Technology 2021 (первый квартиль в базе данных Scopus/Web of Science).
Фото ПНИПУ – изображение готовой к использованию для исследования ячейки Хеле-Шоу
