芯片上的实验室-微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、***分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、***等领域的巨大潜力,已经发展成为一个生物、化学、***、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
******芯片(organs-on-a-chip)是近几年发展起来的一种新兴前沿交叉学科技术,它以前所δ有的方式见证机体的多种生物学行为,在新药发现、***机制和毒性预测等领域具有重要应用前景。
据报道,来自美国能源部劳伦斯伯克利***实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory)的研究人员3D打印出一款全液体装置,只需点击一下按钮,就可以根据需求反复重新配置以满足从电池材料制作到***筛选的广泛应用需求。
主导这项研究的伯克利实验室材料科学和分子工厂科学家BrettHelms表示,“我们所展示的这款装置是值得称道的。我们的3D打印装置可以根据需要进行编程,以执行多步骤、复杂的化学反应。更令人惊喜的是,这个多功能平台可以重新配置,以***精准地组合分子,并形成非常特殊的产品,如有机电池材料。”
这项发表在《自然通讯》(NatureCommunicati***)杂志上的研究成果,是伯克利实验室用3D打印机制作全液体材料的一系列实验中的***新成果。
去年,Helms与来自马萨诸塞大学阿默斯特分校(UniversityofMassachusettsatAmherst)的访问研究员ThomasRussell合著了一项研究成果,***伯克利实验室材料科学部的自适应界面组件转向结构化液体项目,开创了在另一种液体中打印各种液体结构的新技术,从液滴到液体旋流线。
Helms指出,“在成功演示后,我们一群人聚在一起集思广益,讨论如何利用液体印刷技术制造功能装置。然后我们突然想到,如果我们可以在界定通道内打印流体,流动内容流经通道而不会遭到***,我们就可以制作出适合多种应用的流体装置,从新型小型化学实验室到电池和电子设备。”
为了制作这种3D可印刷流体装置,伯克利实验室材料科学部门的博士后研究员兼***主要作者WenqianFeng设计了一款特殊图案的玻璃基板。当两种液体,一种含有纳米级粘土颗粒,另一种含有聚合物颗粒,被印刷到基板上时,他们在两种液体的交界处聚集,并在几毫秒内形成直径约为1毫米的非常薄的通道或管道。
一旦形成通道,催化剂可以放置在装置的不同通道内。然后,用户可以在通道之间3D打印桥接,将通道连接起来使得流经它们的***以特定顺序接触催化剂,引发一系列化学反应以产生特定的化合物。当由计算机控制时,这个复杂的过程可以自动“执行与催化剂放置相关的任务,在装置内构建液体介质桥接,并运行制造分子所需的反应序列。”Russell补充道。
这款多任务装置还可以被编程为像人工循环系统般运作,分离流经通道的分子并自动去除不需要的副产品,同时继续打印特定催化物桥接序列并执行化学合成步骤。
Helms解释道,“这些装置的形式和功能仅受限于研究人员的想象力,自主合成是化学和材料界的一个新兴领域,我们用于全液体流动化学的3D打印装置可以在该领域发挥重要作用。”
Russell也补充说道,“伯克利实验室中材料科学和化学***知识的结合,以及来自世界各地的研究人员可以共享世界***的设施,包括实验室所聚集的年轻人才都是***的。在其他地方我们不一定能开发出这一技术。”
研究人员接下来计划使用导电纳米粒子对该装置的内壁进行通电,以扩展可以探索的反应类型。Helms表示,“凭借我们的技术,我们认为还有可能创建全液体电·、燃料电池甚至蓄电池。对我们的团队而言,以一种用户友好且用户可编程的方式将流体和流动化学结合起来真的非常令人振奋。”
近日,西门子与浙江海德曼智能装备股份有限公司(以下简称“海德曼”)签订战略合作协议。西门子将为海德曼沙门数字化智能工厂项目提供规划与咨询服务,助力海德曼将其沙门工厂新制造基地打造成为符合“工业4.0”目标要求的数字化智能工厂。
据悉,双方合作的项目将涵盖海德曼所涉及的各个产业,不仅包括沙门工厂智能制造项目的方案落地,也包括为实现方案落地进行的培训、管理、技术咨询等相关的辅助活动。西门子将向海德曼提供***新的数字化工厂整体解决方案,并提供相关的技术、产品及服务。同时,通过沙门工厂智能制造项目的实施,双方将致力于建立数控机床制造过程的***方***和实施工具库,在数控机床智能制造领域一起推广智能制造***佳实践经验。
海德曼成立于1993年,业务领域涉及***精密数控车床及车铣复合中心,拥有各种***进口设备:数控卧加,五轴联动车铣加工中心、大型五面体加工中心、大型加工中心、大型龙门导轨磨床、内外圆卧式磨床、立式磨床、各种精密检验仪器、钣金及喷涂生产线、恒温恒湿数字化生产车间。其产品畅销***各地及欧美亚多个***。
“数字化将为中国经济发展带来巨大机遇。目前,西门子已经在数十个行业内为数百家中国企业提供了数字化***与项目落地实施服务,是中国企业实现数字化转型值得信赖的合作伙伴。”西门子(中国)有限公司执行副总裁、西门子大中华区数字化工业集团总经理王海滨表示,“通过此次合作,海德曼将成为国内***系统化使用西门子***数字化企业解决方案的机床制造企业,将向其***实现智能制造数字化转型的目标更进一步。”
海德曼副董事长高兆春在签约仪式上表示:“作为******数控机床制造企业,海德曼通过多年的技术积累,积极打造***数控机床的竞争优势,推进从‘提供机床’到‘提供制造’的转变。与西门子的合作将帮助我们大大改善研发周期,提升设计机床的品质以及生产交付能力,真正实现数字化转型,从而更好地服务于我们的终端客户。”
值得一提的是,2019年3月,西门子与奇点汽车签署战略合作协议打造世界***的数字化智能工厂。利用“数字化双胞胎”技术等定制化产品及服务,加速奇点汽车生产基地的智能化建设,打通从产品设计、生产规划、生产工程、生产实施直至服务等环节。