最新Nature:可用于化學合成的同軸液體反應器

【引言】

近年來，關于設計可支持多步化學過程系統的研究引起了越來越多的關注。這類系統的建立基于反應器的集合或者流動化學（flow chemistry）設計，雖然無需進行中間產物的人工添加，但需要花費巨大的工作量進行系統設置和控制。

【成果簡介】

韓國國立蔚山科學技術院的Bartosz A. Grzybowski（通訊作者）等人設計了一種新型非平衡系統，在這一系統中，不同的反應區（reaction zones）可進行自組織以控制整個工藝流程的進展。研究人員將多種或者成對互不相容液體放置到旋轉裝置中，通過離心過程可主導液體表面張力，并由于各液體密度不同，從而可促使液體形成同軸層。這一同軸層非常穩定，同時又可以通過對離心進行加減速來實現內部組分的混合；不僅如此，同軸層的每一層都可以被單獨進行添加、取樣或者撤出等操作。文章證明了基于這一獨特的系統，可以實現小分子的多步合成、同步的酸堿提取以及復雜混合物的選擇性分離。研究認為這一同軸液體反應器可以成為發展新型微尺度過程化學的工具。2020年09月30日，相關成果以題為“Concentric liquid reactors for chemical synthesis and separation”的文章在線發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1旋轉狀態下的同軸液體層的自組織

圖2 旋轉層的混合、乳化和穩定性

圖3同軸液體反應器中的多步有機合成

圖4 三層體系中對有機成分進行同步選擇性提取

圖5 旋轉液體堆疊在納米分離中的應用

文獻鏈接：Concentric liquid reactors for chemical synthesis and separation（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2768-9）

本文由材料人學術組NanoCJ供稿。