最新Nature:可用于化学合成的同轴液体反应器

【引言】

近年来，关于设计可支持多步化学过程系统的研究引起了越来越多的关注。这类系统的建立基于反应器的集合或者流动化学（flow chemistry）设计，虽然无需进行中间产物的人工添加，但需要花费巨大的工作量进行系统设置和控制。

【成果简介】

韩国国立蔚山科学技术院的Bartosz A. Grzybowski（通讯作者）等人设计了一种新型非平衡系统，在这一系统中，不同的反应区（reaction zones）可进行自组织以控制整个工艺流程的进展。研究人员将多种或者成对互不相容液体放置到旋转装置中，通过离心过程可主导液体表面张力，并由于各液体密度不同，从而可促使液体形成同轴层。这一同轴层非常稳定，同时又可以通过对离心进行加减速来实现内部组分的混合；不仅如此，同轴层的每一层都可以被单独进行添加、取样或者撤出等操作。文章证明了基于这一独特的系统，可以实现小分子的多步合成、同步的酸碱提取以及复杂混合物的选择性分离。研究认为这一同轴液体反应器可以成为发展新型微尺度过程化学的工具。2020年09月30日，相关成果以题为“Concentric liquid reactors for chemical synthesis and separation”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1旋转状态下的同轴液体层的自组织

图2旋转层的混合、乳化和稳定性

图3同轴液体反应器中的多步有机合成

图4 三层体系中对有机成分进行同步选择性提取

图5 旋转液体堆叠在纳米分离中的应用

文献链接：Concentric liquid reactors for chemical synthesis and separation（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2768-9）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。