科学家使用铁氟龙管制造廉价的二氧化硅颗粒合成反应器

澳大利亚和中国的研究人员已经提出了一种创新且具有成本效益的新方法来制造二氧化硅珠，这种方法具有许多关键用途，从纳米医学和生物成像到纸张和抛光混凝土的生产。

用于实验和工业用途的二氧化硅颗粒的合成始于1960年代，通常大批量进行，其中难以控制掺杂以诱导功能。

合成参数的控制可以通过昂贵且耗时的小型微流控反应器来实现，这些反应器需要进行光刻，刻蚀，粘接和注模，而这容易造成堵塞。

现在，已经证明了令人惊讶的简单新方法，并且可以以低成本和高度可靠性将其用于各种应用。

用于合成二氧化硅的微流体混合器的实验装置

位于墨尔本大学的ARC激子科学卓越中心的研究人员与华南师范大学的同事合作，使用绕线棒缠绕并连接的聚四氟乙烯（PTFE）或“特富龙”管构造了一种流动合成装置到两个注射器。

他们的结果发表在《 Chemical Engineering Journal》上（“A PTFE helical capillary microreactor for the high throughput synthesis of monodisperse silica particles”）。

该方法成功的关键是螺旋通道，该通道可提高涡流特性，而这种类型的流体流则可促进前体流体的高效混合。

“当发生这种情况时，您现在将拥有一个非常便宜且非常高效的化学反应器，”相应的作者Eser Akinoglu博士说。

“一旦将流体放在螺旋管中，由于这些涡旋，它们会迅速混合，并且……整个反应更加均匀，产物均匀，二氧化硅颗粒具有均匀的尺寸和形状。”

尽管这种新机制不太可能取代工业规模的批量生产来生产纯净的二氧化硅颗粒，但它可以很好地与用于特殊，特殊应用的合成二氧化硅纳米颗粒的微流体方法相媲美，例如“掺杂”有彩色染料或封装用于荧光的量子点。

“从材料成本的角度来看，这是非常合理的，” Akinoglu博士说。

“对于将来，这种流动合成方法非常适合在反应中引入新组分……您可以在该流动物中添加其他物质，以与整个过程混合在一起，然后将其封装在这些二氧化硅颗粒中。”