你是否还在为传统生物医疗设备的高能耗和低效率而烦恼？想了解国外研究人员如何利用数字化技术和科研工具为绿色生物医疗带来革新吗？在可持续生物医疗的发展过程中，研究人员不断探索创新技术，以提高设备的效率和环保性。近期，西班牙Jaume I大学的生物材料研究团队，包括Victor Sans、Marcieleia Zanatta及其同事，成功使用Vapourtec R系列流动化学系统和固定化催化剂，创造出一种基于生物原料的3D打印生物材料。这一过程能够通过将CO₂选择性地转化为有价值的生物医药中间体，从而实现绿色合成。

在传统的间歇式反应器中进行这些转化，往往面临效率、成本和安全性的问题。而采用连续流动技术，不仅可以降低反应温度、缩短反应时间，还能增强系统的可扩展性。

该工作的主要成果之一是开发了专门支持定制反应器设计的3D打印树脂。通过工程设计，反应器中的层间距被优化为0.6毫米。一旦确定了最合适的配方，研究人员就可以进一步设计反应器的形状。先前的研究显示，螺旋结构最适合将CO₂转化为生物医药中间体。在优化过程中，需要调整螺旋节距和反应器的安装方式，以提高结构的强度并优化流体流动条件。完成3D打印后，研究人员对聚合物表面进行了功能化，使其能够与离子液体催化剂有效结合。

Victor Sans副教授表示：“这些固-气-液的转化过程具有很大的挑战性，而在连续流动下，能够更高效地实现这些转化。结构化催化反应器的定制设计可以使试剂与催化剂之间的接触更加紧密，从而提升反应的动力学。此外，采用增材制造的设计可以减少或消除传质限制，降低反应器中的压降。我们对系统地设计和制造具有定制几何形状的反应器非常感兴趣，以开发适合各种生物医药原料的可持续工艺。”

Vapourtec如何参与了这一过程呢？Vapourtec RS-400泵能够实现与定制反应器的无缝连接，利用连续流动自动化设备评估不同几何形状的催化性能。3D打印的几何结构被装入玻璃反应器中，并整合入反应平台中。通过Vapourtec R系列系统，二氧化碳气体能够被有效引入，从而生成生物医药中间体。

研究结果表明：
- 催化活性与反应器的螺旋螺距呈反比关系；
- 产率和时空产率与打印反应器的表面积之间存在准线性相关性；
- 更高的打印分辨率对提升结构化反应器的性能至关重要。

总体而言，实现了65 g L⁻¹ h⁻¹的时空产率（STY），这一成绩相较于以往的3D打印离子液体反应器数据，提升了一个数量级，并且在长达72小时的实验中，催化活性保持稳定。通过3D打印优化反应器设计，可以更好地控制反应器的表面功能化。此外，Vapourtec R系列系统的结合，使得对催化性能评估变得简单，即便是在气体反应中也能游刃有余。

TEGENT Vapourtec R系列流动化学系统具备灵活性，可以根据实验室需求轻松增加更多试剂进料通道，确保高效反应；高精度的自动化泵监测系统能够维持稳定的流速，确保准确的温度控制，从而提高反应重现性。该系统的高生产率能够自动执行数不胜数的反应，快速达到反应温度，实现高效率的反应！

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