Учёные ТулГУ напечатали на 3D-принтере фотохимический реактор для синтеза лекарств
Исследователи Научно-исследовательского центра «БиоХимТех» Тульского государственного университета создали фотохимический реактор, корпус которого печатается на бытовом 3D-принтере. Разработка должна сделать современные методы органического синтеза доступными небольшим лабораториям.
Учёные Тульского государственного университета напечатали на 3D-принтере фотохимический реактор — прибор, в котором химические реакции запускает свет. Такие установки применяются для синтеза лекарств и новых материалов, но коммерческие аналоги стоят дорого и остаются недоступными многим лабораториям.
У фотохимических реакторов есть слабое место: мощные светодиоды внутри сильно нагреваются. Перегрев может вывести оборудование из строя, снизить качество получаемых веществ или исказить результаты опытов. Промышленные приборы с точным контролем температуры дороги и плохо поддаются переделке под нестандартные задачи, а самодельные конструкции обычно плохо отводят тепло.
Решение нашли в Научно-исследовательском центре «БиоХимТех» ТулГУ. Там разработали корпус реактора, который печатается на обычном бытовом 3D-принтере из экологичного PLA-пластика.
Заведующий лабораторией химической конверсии возобновляемой биомассы и органического синтеза ТулГУ Богдан Карлинский рассказал, что ключевая особенность разработки — встроенная система водяного охлаждения. Внутри корпуса проложены каналы, по которым циркулирует обычная водопроводная вода, что удерживает температуру на стабильном уровне и сводит к минимуму дополнительный нагрев от светодиодов.
Благодаря 3D-печати геометрию реактора легко менять: добавлять рабочие ячейки, подгонять размер лунок под пробирки или печатать корпус из других материалов, например гибкого полиуретана или термостойкого пластика PETG.
Работоспособность устройства проверили на четырёх разных фотохимических реакциях со светодиодами спектра от ближнего ультрафиолета до зелёного света. Выход целевых продуктов в отдельных случаях достигал 91%.
Соавтор работы, аспирант ТулГУ Дмитрий Гуров отметил, что простая и эффективная установка позволяет чётко разделить влияние света и температуры на химические процессы, что важно для чистоты научных экспериментов.
Описание разработки опубликовано в международном журнале Molecules. Исследование поддержано Министерством науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания и выполнено в рамках национального проекта «Новые материалы и химия».
