Materialingenieure der Khalifa University of Science and Technology in den Vereinigten Arabischen Emiraten haben die Projection Micro Stereolithography (PµSL) eingesetzt, um mikrofluidische Bauteile für die Forschung an porösen Materialien herzustellen, indem sie die Oberflächenmineralogie und die Porenkehlchenmorphologie von Karbonatgestein erfassten. Die Untersuchung von Fluid-Feststoff-Wechselwirkungen in porösen Materialien ist wichtig für die Forschung in den Bereichen Erd-, Weltraum-, Energie-, Umwelt-, Biologie- und Medizinanwendungen. PµSL, eine Mikropräzisions-3D-Drucktechnologie von Boston Micro Fabrication (BMF), erzeugte ein poröses Mikromodell, das mit einer lösungsbasierten Mineralbeschichtung versehen wurde. Anschließend wurde in situ eine dünne Schicht Calcitkristalle gezüchtet.
Poröse Materialien und ihre Wechselwirkungen mit Fluiden finden Anwendung in der Kohlenwasserstoffgewinnung, der Kohlenstoffsequestrierung und der thermischen Energiespeicherung. Bei porösen Materialien wie Karbonatgestein hatten Forscher bisher Schwierigkeiten, die Fluid-Feststoff-Wechselwirkungen zu charakterisieren und zu manipulieren, da die Poren-Hals-Morphologie heterogen und die Oberflächenbenetzbarkeit komplex ist. Die PµSL-Technologie ermöglicht jedoch die Herstellung mikrofluidischer Bauteile, die Karbonatgestein modellieren und transparente Kanalnetzwerke zur einfachen Beobachtung bieten.
An der Khalifa University of Science and Technology nutzten Forscher einen BMF S130 3D-Drucker, um ein komplexes anisotropes Modell mit einer Strukturauflösung von bis zu 2 µm zu erstellen. Die Innenflächen dieses mikrofluidischen Bauteils wurden anschließend mit Calcit-Nanopartikeln (CalNP) besiedelt. Das daraus resultierende Kristallwachstum innerhalb des Mikromodells bot eine Laborforschungsplattform zur Untersuchung der mikroskopischen Fluid-Feststoff-Wechselwirkungen in vielen unterirdischen Energie- und Umweltanwendungen.
Die Materialwissenschaftler beschrieben ihre Entwicklung dieser Forschungsplattform in einem Artikel, “Empowering microfluidics by micro-3D printing and solution-based mineral coating”, der von The Royal Society of Chemistry veröffentlicht wurde.
Möchten Sie mehr erfahren? Laden Sie das vollständige Dokument hier herunter.
Kontaktieren Sie uns, um mehr darüber zu erfahren, wie der 3D-Druck mikrofluidische Geräte für verschiedene Anwendungsbereiche herstellt.
