|||
20世纪90年代中期,伴随着电脑的普及和自动化水平的提高,组合化学由最初的药物合成领域延伸到无机材料合成领域,大大加快了新材料的发现速度。材料包括陶瓷、金属、玻璃、聚合物等,按功能则可分为超导、铁电、磁性、发光、电光、催化等材料。大部分材料是二、三甚至多元的。系统越复杂,制备筛选越困难。例如,发现、选取超导材料以前基本利用“炒菜法”,这是一项工作量极其浩大的工程。因此,需要寻找快速、有效的方法来发现新材料。美国劳伦斯-伯克莱(Lorentz Berkeley)国家实验室的项晓东博士等从1994年开始开展集成组合法(Combi-方法)研究工作,着重于探索一种有效、快速、廉价、环保、适于开发多种体系的材料合成、检验、筛选的方法,提出了开发新材料的材料芯片技术。中科院上海硅酸盐研究所的严东生院士、中国科技大学国家同步辐射实验室的高琛教授、中科院上海原子核所的陈昌明博士后等都对此进行了深入的研究。
到了20世纪90年代末,欧美的多家单位都提出高通量实验的概念,并发展了多项相关技术,如高通量筛选(用于新药研发、基因研究等)、高通量分离(用于药物分析等)、高通量基因测序、高通量平行反应器(用于有机、材料等的合成)等,极大地提高了科研的效率。其中高通量平行反应器被应用在多相催化研究中,用于发现(初级筛选)和优化(次级筛选)催化剂,使得用常规方法需要几年甚至几十年才能发现的催化剂在几个月内就实现了商品化。为了满足日益增长的催化研究的需求,一些技术公司已经开发出多种高通量反应器(多路平行反应器、微通道反应器、芯片反应器、开放式反应器等),筛选系统的检测方法有红外温度记录、共振强化多光子离子化(REMPI)、激光诱导荧光成像技术(LIFI)、荧光指示剂、光热偏转光谱(PTD)、快速扫描质谱、液相色谱-质谱联用(LC-MS)、气相色谱(GC)、气体分析仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等,能适用于不同性质和功能的催化剂的快速平行筛选。
本世纪初以来,亚申科技(上海)研发中心和欧美几家公司相继提出了高通量技术的理念,致力于发展多项高通量研发加速技术(HTR&D),从而缩短研发、放大、中试和工艺建模的过程,加速产业化进程。该高通量技术平台体现了机器人、人工智能、化学信息学、机械设计及工艺制造、微细加工、电气控制、自动化、软件技术等一系列传统与前沿科技的完美整合,复合性高、技术难度大。亚申科技审时度势,针对能源行业新材料研发的需求而特别设计高通量研发系统,在温度、压力、系统误差等方面均处于世界领先水平,其中部分系统为全球首创。该技术已成功用于石油化工、煤化工、天然气化工、环境保护、洁净能源等领域,用作催化剂、离子液体等新材料和先进工艺的开发和产业化。Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-27 15:17
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社