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技術(shù)資訊

基于連續(xù)流動化學(xué)的自主實(shí)驗(yàn)室將提高生產(chǎn)力,并支持先進(jìn)材料的設(shè)計(jì)、開發(fā)、合成和放大

2022-09-23 16:00:44

自主材料發(fā)現(xiàn)的未來在很大程度上取決于利用材料科學(xué)和化學(xué)方面的深厚科學(xué)知識。微流控連續(xù)合成是一種發(fā)現(xiàn)和擴(kuò)大新材料(如有機(jī)分子、聚合物和納米材料)的新方法。雖然研究人員一直在開發(fā)合成鋰離子電池和納米材料組件的方法,但與傳統(tǒng)的批處理方法相比,該技術(shù)還為大規(guī)模納米材料生產(chǎn)提供了巨大的好處:優(yōu)異的均質(zhì)性,通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全自動化的能力,在困難條件下運(yùn)行過程的能力,以及可擴(kuò)展的架構(gòu),使研究人員能夠從工作臺無縫轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)。

在微流體工藝中,必須獨(dú)立控制影響產(chǎn)品質(zhì)量的許多參數(shù),以最大限度地減少浪費(fèi)并最大限度地提高產(chǎn)量和純度;實(shí)現(xiàn)這種控制通常需要艱苦的試驗(yàn)和錯(cuò)誤。自優(yōu)化反應(yīng)堆系統(tǒng)的連續(xù)、自主運(yùn)行將改變游戲規(guī)則。

Argonne 的材料工程研究機(jī)構(gòu) ( MERF ) 的連續(xù)流動化學(xué)項(xiàng)目已成功證明,連續(xù)流動反應(yīng)器是一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)平臺,適用于難以制造的材料,在化學(xué)發(fā)現(xiàn)和工藝開發(fā)方面都比批處理模式具有明顯優(yōu)勢,并允許自動化、原位和操作中分析以及數(shù)據(jù)收集。

對于這個(gè)項(xiàng)目,我們正在升級MERF的微流控反應(yīng)器,以用于自主的自我優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室模塊。最初的重點(diǎn)將放在一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域:電池電解質(zhì)材料,其合成過程是多步的,優(yōu)化問題對創(chuàng)新開放。基于連續(xù)流動化學(xué)的自主實(shí)驗(yàn)室將通過更好地理解控制化學(xué)的工藝參數(shù)來提高生產(chǎn)力并加快先進(jìn)材料的設(shè)計(jì)、開發(fā)、合成和放大的途徑。

標(biāo)簽:自主發(fā)現(xiàn),自動合成,反應(yīng)篩選,AI合成

原英文鏈接:

https://www.anl.gov/autonomous-discovery/mining-for-new-materials-using-continuous-flow-chemistry

An autonomous laboratory based on continuous flow chemistry will improve productivity and enable design, development, synthesis, and scaleup of advanced materials.


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