Materialingenieure an der Khalifa University of Science and Technology in den Vereinigten Arabischen Emiraten haben mit Hilfe der Projection Micro Stereolithography (PµSL) mikrofluidische Geräte für die Erforschung poröser Materialien hergestellt, indem sie die Oberflächenminerologie und die Morphologie der Poren von Karbonatgestein erfasst haben. Die Untersuchung von Flüssig-Fest-Wechselwirkungen in porösen Materialien ist wichtig für die Forschung in den Bereichen Erde, Weltraum, Energie, Umwelt, biologische und medizinische Anwendungen. Mit PµSL, einer mikropräzisen 3D-Drucktechnologie von Boston Micro Fabrication (BMF), wurde ein poröses Mikromodell hergestellt, das mit einer lösungsbasierten Mineralbeschichtung geimpft wurde. Eine dünne Schicht aus Kalzitkristallen wurde dann in situ gezüchtet.
Poröse Materialien und ihre Wechselwirkungen mit Flüssigkeiten finden Anwendung bei der Gewinnung von Kohlenwasserstoff-Energie, der Kohlenstoff-Sequestrierung und der thermischen Energiespeicherung. Bei porösen Materialien wie Karbonatgestein hatten Forscher bisher Schwierigkeiten, die Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeit und Festkörper zu charakterisieren und zu manipulieren, da die Morphologie der Poren heterogen und die Oberflächenbenetzbarkeit komplex ist. Mit der PµSL-Technologie können jedoch mikrofluidische Geräte erstellt werden, die Karbonatgestein modellieren und transparente Kanalnetzwerke zur einfachen Beobachtung aufweisen.
An der Khalifa University of Science and Technology verwendeten die Forscher einen BMF S130 3D-Drucker, um ein komplexes anisotropes Modell mit einer Auflösung von bis zu 2 µm herzustellen. Die Innenflächen dieses mikrofluidischen Geräts wurden dann mit Calcit-Nanopartikeln (CalNP) geimpft. Das daraus resultierende Wachstum von Kristallen im Inneren des Mikromodells bot eine Tischforschungsplattform für die Untersuchung der mikroskopischen Flüssigkeits-Feststoff-Wechselwirkungen in vielen unterirdischen Energie- und Umweltanwendungen.
Die Materialingenieure beschrieben ihre Entwicklung dieser Forschungsplattform in einem Artikel mit dem Titel "Empowering microfluidics by micro-3D printing and solution-based mineral coating", der von der Royal Society of Chemistry veröffentlicht wurde.
Möchten Sie mehr erfahren? Laden Sie das vollständige Papier hier herunter.
Kontaktieren Sie uns, um mehr darüber zu erfahren, wie 3D-Druck mikrofluidische Geräte für verschiedene Arten von Anwendungen produziert.
