據物理學家組織網報道,英國格拉斯哥大學開發出一種新的三維打印程序,通過將反應容器作為打印素材,能按需求設計打印出化學產品。研究人員表示,利用該程序將來有望開發出一種家用化學品制造機,讓人們在家里自己設計生產出各種藥品。相關論文發表在近日的《自然·化學》雜志上。
研究人員介紹說,用一臺商用三維打印機裝上開源的計算機輔助設計軟件,就能生產出各種“反應件”(reactionware),可合成各種有機和無機物。“反應件”是由聚合物凝膠制成的一種特殊容器,設置在室溫下工作,專用于化學反應。其中還包括作為打印材料的催化劑和用于電化、光譜分析的其他成分。將容器放入打印機,再加入其他化學藥品,容器本身會成為反應過程的一部分。這種反應通常大型化工廠才能做到,而“反應件”讓其首次進入實驗室級別。
“讓容器本身成為反應過程的一部分,反應裝置和反應本身變得難以區分,這是一種新的化學反應方式。這樣能更好地控制反應,可以按照需要將容器設計得越來越精。”格拉斯哥大學化學學院的克羅寧·李教授說,“我們最開始設計的反應件只能合成3種以前未報道過的復合物和1/4的指令產品。”
人們早就能在實驗室定做各種材料,如玻璃窗或電極,但這不僅很貴而且要很長時間。克羅寧說,用三維打印機可在更短時間內造出這些“反應件”容器,即使最復雜的容器也只要幾個小時。
研究人員指出,以往只能用昂貴的專業設施生產的各種用具,通過三維打印能以更低成本生產,而現在三維打印機進入了更誘人的領域:直接把化學試劑打印成三維的反應件源體,將反應件的設計、建造和數控操作結合在一起。改變反應件組成,就能改變輸出的產品。
這種三維打印程序是一種相對廉價、自動重組的化學開發平臺,將對未來產生深遠影響。克羅寧說,該技術目前還處于早期階段,還在進一步改進。“三維打印機有望幫助發展中國家改變醫療保健方式,使診斷和治療更加高效經濟。我們還希望將來它能進入尋常百姓家,變成家用化學品制造機,包括藥物。通過軟件控制的計算機程序,讓消費者能自己設計藥物,在家里造出所需的藥品。
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