伦敦大学学院药学院的研究人员正在通过最近发表的论文“用于化学合成的模块化3D打印压缩空气驱动连续流动系统。”来深入研究3D打印和连续流动系统的使用。作者Matthew R. Penny，Zenobia X Rao，Bruno Felicio Peniche和Stephen T. Hilton解释了3D打印如何让化学家根据化学需要简化流程，特别是模块化单元。

作者指出，3D打印和连续流动化学作为新兴技术已走上了平行发展的道路，因为科学家们意识到能够根据需要创建部件的或者在实验室中根据需要替换部件的好处。他们还指出，化学实验室中使用的普通3D打印机价格在3000美元左右，并允许他们用大量的材料进行实验，并制作他们需要的东西。

此前，这组研究人员已经参与了聚丙烯3D打印反应器，该反应器可以轻松连接到现有系统。然而，其中一个挑战是流动反应器系统的成本过高，达到20,000美元或更高，使许多化学家难以达到这一目标。然而，这种技术非常无价的，化学家们开始研究3D打印整个连续流动系统的方法。

带有DrySyn Muti-E基座的搅拌器；B）计划系统安装在搅拌器生活上，包括三个圆盘反应器。

“此外，我们想要一个占地面积小的系统，可以与现有的实验室设备集成，并在不需要时移除和存储，从而阻止大多数连续流动系统遇到的典型的通风柜阻塞。”研究团队说。

他们使用DrySyn Multi-E基座调整反应器的流路，并能够将圆盘式反应器（CDR）3D打印到基座中，并根据需要添加更多反应器。Tinkercad用作反应器的建模软件，还为PEEK配件创建了螺纹适配器。然后使用Ultimaker 3D打印机，使用PP丝材，100％填充，内部容积为4.2 ml。根据经济实惠的需求，他们避免使用昂贵的泵，而是使用压缩空气作为他们的系统；在干燥条件下，空气很容易被氮气取代。

A）DrySyn Multi-E基座的图形CAD表示； B）DrySyn Multi-E基座和三个CDR的图形CAD设计；C）部分打印的CDR显示流路；D）完全PP打印的CDR；E）安装的CDR和链接以获得更长的流路。

“该系统由一个容纳压缩空气歧管的基本单元、一个包含针阀的流量控制单元组成，（用于精确控制反应器流量的压力）和一个注入单元组成，在该注入单元中，试剂可以通过低压6位回路注入器轻易地添加到流动路径中。”研究小组说，“所有的块都设计成相同的尺寸，以便安装在搅拌器加热板上方，较大的溶剂支架直接放在这些块上方，并且块由金属加热板杆固定。”

选定的毛细管，显示提供流速所需的长度，范围为8毫升/分钟至0.1毫升/分钟

研究人员指出，通过初始设置，他们无法获得系统所需的精确控制。从目前在微流体中使用的毛细管电阻器中获得灵感，他们通过根据哈根-泊肃叶定律改变压力，并使用5个毛细管来覆盖0.1-8毫升/分钟的流速范围，从而获得更大的控制。

“令人欣慰的是，当我们使用我们的系统对这些毛细管电阻进行测试时，我们观察到了与预测控制相匹配的出色的流速控制。”研究人员表示。

在建立了对反应器的控制之后，该团队开始寻找一种方法，通过反应展示系统的功能和实用性，使用3D打印的FlowSyn反应器系统进行优化，并使用毛细管装饰各种流速和温度。他们对反应和流速感到满意。之后，研究人员还筛选了一系列有助于形成各种衍生物和化合物的醇类。

“这种方法将使合成化学家能够以低成本进行化学流动，并使用现有的实验室和通风柜设备，而无需投资昂贵的大型连续流动设备。目前正在我们的实验室进行关于其他反应器和反应化学的进一步研究，并将在适当时候进行报告。”研究人员总结道。

自成立以来，3D打印已经与化学世界联系在一起。渐进式技术与整个STEM（科学，技术，工程，数学）领域一起自然地融入科学。虽然可穿戴设备和微流体设备的创建依赖于3D打印和化学的配对，但是在连续流程中也在进行其他改进，因为可以创建部件以满足科学家对特定项目可能需要的任何需求。并通过3D打印，创新部件、组件、工艺和机制，从最小到最大的项目，这是传统的制造方法根本不可能实现的。

拆卸的CAD图纸概述了单独的连续流动系统组件，包括溶剂块、注入块、CDR、混合芯片、流量控制器和基块；B）3D打印和实现的热板连续流动系统与圆盘式反应器相结合