Neuer Schwung beim Mischen von Flüssigkeiten
Fluidische Vorrichtung findet neuen Weg, um Öl und Wasser anzuziehen
Stellen Sie sich vor, Sie Mischen Flüssigkeiten, die sich nicht mischen lassen, und entmischen sie dann wieder.
Professor Colin Raston, Flinders University Institute for Nanoscale Science and Technology, und das Vortex-Fluidgerät an der Flinders University, South Australia.
Flinders University
In einer der großen Herausforderungen der Wissenschaft enträtselt ein Gerät der Flinders University, das zuvor Eiprotein "entkochte", nun das Geheimnis inkompatibler Flüssigkeiten; eine Entwicklung, die viele künftige Produkte, industrielle Prozesse und sogar die Lebensmittel , die wir essen, verbessern könnte.
Das australische Forscherteam hat mit Hilfe der hochmodernen, schnellen Strömungstechniken des Flinders Vortex Fluidic Device (VFD) eine zehnjährige Forschungsarbeit abgeschlossen, um einen Weg zu finden, mit sauberer Chemie das Geheimnis des "Mischens von Unverträglichkeiten" zu lüften.
Dies wird in einer Reihe von Branchen weltweit Anwendung finden - von der Lebensmittelverarbeitung und Nahrungsergänzungsmitteln bis hin zu Kosmetika und der Verabreichung von Arzneimitteln (man denke nur an reinere und wirksamere Fischölkapseln), so Professor Colin Raston von der Flinders University, Hauptautor eines neuen Artikels, der heute in Chemical Science veröffentlicht wurde .
"Das Mischen von nicht mischbaren Flüssigkeiten ist in der Verfahrenstechnik von grundlegender Bedeutung und normalerweise mit einem hohen Energieaufwand und vielen Abfallprodukten verbunden", sagt Professor Raston, 2020 SA Scientist of the Year.
"Wir zeigen nun, wie dieses Verfahren unter Verwendung eines gewöhnlichen Lösungsmittels und Wasser den Einsatz anderer Substanzen zur Steuerung von Reaktionen zwischen nicht mischbaren Flüssigkeiten vermeiden kann, was es sauberer und umweltfreundlicher macht", so der Professor für saubere Technologie.
"Durch den Einsatz von Dünnfilm-Mikrofluidik in Kombination mit Strömungschemie mit hoher Scherkraft und hohem Wärme- und Massentransfer überwindet die sich schnell entwickelnde VFD-Technologie die Mischungsbeschränkungen der traditionellen Batch-Verarbeitung", sagt Mitautor Matt Jellicoe, ebenfalls vom Flinders Institute for Nanoscale Science and Technology.
"Wir haben über 100.000 Experimente durchgeführt, um herauszufinden, wie sich Flüssigkeiten mischen und wie ihr Fließverhalten bei sehr kleinen Nanometer-Dimensionen aussieht", fügt Mitautor Aghil Igder, ebenfalls vom Flinders Institute for Nanoscale Science and Technology, hinzu.
Darüber hinaus hat das Team der Flinders University die VFD-Maschine auf experimentelle biologisch abbaubare Polymere erweitert, um seine organischen Substanzen und sauberen Technologien in großem Maßstab für eine Reihe von Branchen verfügbar zu machen.
Die VFD wurde in zahlreichen Experimenten zur Herstellung von hochwertigen Arzneimittelbestandteilen wie Peptiden, besseren Fischöl- und Lebensmittelprodukten und vielen anderen wertschöpfenden umweltfreundlichen chemischen Prozessen eingesetzt, die nun in einer vergrößerten Version des entwickelten Geräts repliziert werden können.
Vortex fluidic induced mass transfer across immiscible phases" (2022) von Matt Jellicoe, Aghil Igder, Clarence Chuah, Darryl B Jones, Xuan Luo, Keith A Stubbs, Emily M Crawley, Scott J Pye, Nikita Joseph, Kasturi Vimalananthan, Zoe Gardner, David P Harvey, Xianjue Chen, Filomena Salvemini, Shan He, Wei Zhang, Justin M Chalker, Jamie S Quinton, Youhong Tang und Colin L Raston wurde veröffentlicht in Chemical Science (Royal Society of Chemistry) DOI: 10.1039/D1SC05829K
An dem Projekt sind Forscher der Guangzhou University in China, der University of WA, der University of Newcastle, des ANSTO und des Flinders Microscopy and Microanalysis and Flinders Centre for Marine Bioproducts Development an der Flinders University beteiligt.
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