微流控-电场协同调控双重微液滴中反应结晶成核过程的机理研究

基本信息
批准号:21908254
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:张瑞
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
微流控电场成核机理成核控制反应结晶
结项摘要

Crystal nucleation is the most important step in crystallization. The critical of improving product qualities depends on effectively controlling enormous numbers of nuclei in reactive crystallization; The thorny issue for illuminating crystal nucleation mechanism is how to precisely measure and regulate crystal nucleation rate. Effective mixture of reactants is the key to allow reactive crystallization to be controlled and conducted with high precision. In this proposal, the microfluidic-electric field platform will be built. Calcium chloride and sodium carbonate will be chosen as model compound because of their comprehensive fundamental thermodynamic and kinetic data, and dual core double-emulsion droplet will be prepared using microfluidic device to achieve the encapsulation of reactants. To better control the mixture rate, the pressure of film between reactants in the micro-droplet will be adjusted by the electric field, which can overcome the instantaneous nucleation. Furthermore, the diffusion mechanism of two components will be revealed from macro and micro view by experimental study and flow field simulation. Finally, electric field intensity regulation, real-time tracking of mixture and nucleation process will be achieved based on the high speed camera and image process technology. Additionally, the nucleation mathematical model will be established, and the nucleation mechanism in the micro-droplet under microfluidic-electric field will be explored. The results are promising for the enhancement of theoretical basis and methods for measurement and control nucleation rate in reactive crystallization in micro-droplet.

晶体成核是结晶过程中最重要的步骤。如何有效控制反应结晶过程中瞬间大量成核,是提高产品性能的关键;如何准确测量和调控晶体成核速率,是阐明晶体成核机理的难点。反应物混合方式的设计是实现反应结晶精准控制与提高效率的重要手段,其中调控混合速率是关键。本项目拟通过搭建微流控-电场平台,选取基础数据全面的氯化钙和碳酸钠为具体研究对象,构建可控双核双重微液滴,实现对反应物的有效封装;通过电场调节微液滴中反应物界面间膜的压力来调控其混合速率,克服反应结晶中瞬间成核的缺陷,通过实验研究与流场模拟,从宏观与微观层次揭示电场调控双重微液滴中双组分扩散机制;借助高速相机和图像分析技术,实时跟踪反应物混合和成核过程,测量成核速率,建立成核模型,阐明微流控-电场协同调控微液滴中晶体成核机理。本项目有望开拓一种测量和控制微液滴中反应结晶成核速率的新方法,为调控晶体成核提供理论依据和技术支撑。

项目摘要

晶体成核是结晶过程中最重要的步骤。如何有效控制反应结晶过程中瞬间大量成核,是提高产品性能的关键;如何准确测量和调控晶体成核速率,是阐明晶体成核机理的难点。借助过程分析技术对结晶过程中浓度、粒度进行实时在线测量是研究结晶动力学包括成核、生长的关键。本项目以5’-呈味核苷酸二钠为模型物,采用过程分析技术考察了反溶剂/冷却耦合结晶过程中,不同条件对动力学的影响。除此以外,本项目还选取不同模型物考察了分子蒸馏、不同固体形态包括无定形、共晶、凝胶对产品质量的影响。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
2

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022
3

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
4

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
5

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017

张瑞的其他基金

批准号:81871721
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:91958108
批准年份:2019
资助金额:52.00
项目类别:重大研究计划
批准号:11705124
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773262
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:30901771
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81501802
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601848
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41406055
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61075050
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41601503
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61402155
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471420
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:61104176
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800579
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60904031
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61473223
批准年份:2014
资助金额:81.00
项目类别:面上项目
批准号:51502048
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11874067
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:39270642
批准年份:1992
资助金额:4.00
项目类别:面上项目
批准号:81602212
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703101
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31560440
批准年份:2015
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81572763
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:21906142
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61071155
批准年份:2010
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:61473141
批准年份:2014
资助金额:76.00
项目类别:面上项目
批准号:61003248
批准年份:2010
资助金额:7.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20766005
批准年份:2007
资助金额:18.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30070691
批准年份:2000
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:81401744
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11405177
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900301
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41604017
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于单电荷液滴微流控技术的生物大分子结晶行为的研究

批准号:21674064
批准年份:2016
负责人:周学昌
学科分类:B0309
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
2

基于超疏液表面数字微流控芯片的液滴润湿机理及液滴动力学研究

批准号:51406221
批准年份:2014
负责人:王智伟
学科分类:E0605
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

平面微流控的液滴操控机理、共性技术和应用研究

批准号:51475451
批准年份:2014
负责人:吴天准
学科分类:E0512
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

电检测液滴微流控闭环调节系统研究

批准号:51705099
批准年份:2017
负责人:曾文
学科分类:E0502
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目