澳大利亞和中國的研究人員已經(jīng)提出了一種創(chuàng)新且具有成本效益的新方法來制造二氧化硅珠，這種方法具有許多關(guān)鍵用途，從納米醫(yī)學(xué)和生物成像到紙張和拋光混凝土的生產(chǎn)。

用于實驗和工業(yè)用途的二氧化硅顆粒的合成始于1960年代，通常大批量進(jìn)行，其中難以控制摻雜以誘導(dǎo)功能。

合成參數(shù)的控制可以通過昂貴且耗時的小型微流控反應(yīng)器來實現(xiàn)，這些反應(yīng)器需要進(jìn)行光刻，刻蝕，粘接和注模，而這容易造成堵塞。

現(xiàn)在，已經(jīng)證明了令人驚訝的簡單新方法，并且可以以低成本和高度可靠性將其用于各種應(yīng)用。

用于合成二氧化硅的微流體混合器的實驗裝置

位于墨爾本大學(xué)的ARC激子科學(xué)卓越中心的研究人員與華南師范大學(xué)的同事合作，使用繞線棒纏繞并連接的聚四氟乙烯（PTFE）或“特富龍”管構(gòu)造了一種流動合成裝置到兩個注射器。

他們的結(jié)果發(fā)表在《 Chemical Engineering Journal》上（“A PTFE helical capillary microreactor for the high throughput synthesis of monodisperse silica particles”）。

該方法成功的關(guān)鍵是螺旋通道，該通道可提高渦流特性，而這種類型的流體流則可促進(jìn)前體流體的高效混合。

“當(dāng)發(fā)生這種情況時，您現(xiàn)在將擁有一個非常便宜且非常高效的化學(xué)反應(yīng)器，”相應(yīng)的作者Eser Akinoglu博士說。

“一旦將流體放在螺旋管中，由于這些渦旋，它們會迅速混合，并且……整個反應(yīng)更加均勻，產(chǎn)物均勻，二氧化硅顆粒具有均勻的尺寸和形狀。”

盡管這種新機(jī)制不太可能取代工業(yè)規(guī)模的批量生產(chǎn)來生產(chǎn)純凈的二氧化硅顆粒，但它可以很好地與用于特殊，特殊應(yīng)用的合成二氧化硅納米顆粒的微流體方法相媲美，例如“摻雜”有彩色染料或封裝用于熒光的量子點。

“從材料成本的角度來看，這是非常合理的，” Akinoglu博士說。

“對于將來，這種流動合成方法非常適合在反應(yīng)中引入新組分……您可以在該流動物中添加其他物質(zhì)，以與整個過程混合在一起，然后將其封裝在這些二氧化硅顆粒中。”