没有更多的移动部件：液态金属液滴实现的连续流动反应器

液态金属机器可以解决连续流反应器的维护问题。在室温下呈液态的金属，例如镓及其合金，由于其独特的电、热和流体特性，是极具吸引力的材料。

在Matter杂志上发表的一项研究（“液态金属启用连续流动反应器：概念验证”）中，由新南威尔士大学先进固体和液体电子与光学中心(CASLEO)领导的研究小组表明，液态金属可以为制药和化工行业提供其特性，可能消除连续流动反应器中的移动部件，从而提高性能并降低维护成本。

传统的机械泵和运动部件可能会被“软”部件所取代，这些部件在机器的使用寿命中从未发生过故障。

零移动部件可实现更好的流动反应器

流动反应器越来越多地用于制药和化工行业，其操作和维护是这些行业的重要因素。

连续流反应器允许快速反应，提供安全控制，并提供容易的放大机会。这些行业比以往任何时候都更倾向于使用流动反应器来提高产品质量和化学和生化反应的产量。

然而，最重要的技术问题之一是此类反应堆的核心部件，这些部件通常使用活动部件，这些部件可能会因材料沉淀而结垢、堵塞和破裂，从而影响系统的生产率和寿命。

在保持连续流动反应器的功能的同时，克服这些缺点的一种可能性是用柔软且永不失效的组件代替传统的机械泵和运动部件。

液态金属具有设计连续流动反应器的潜力，因为它们的低熔点、无毒、可控的形状和反应表面提供了高效和耐用的流动反应器所需的东西。

有趣的是，当施加外部电压时，在液态金属反应核周围形成的流动称为马兰戈尼流动，不需要移动部件，而是依靠表面张力来泵送流动。

此外，液态金属的活性表面有利于化学反应。

因此，液态金属简化了连续流动反应器的设计，它在材料合成和传质系统中起着两个关键作用。

液态金属液滴作为化学反应和质量传输的连续流动反应器的核心。（图片：新南威尔士大学）

新南威尔士大学的研究人员及其来自澳大利亚昆士兰科技大学(QUT)和美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的合作者展示了一种由核心中的液态金属液滴实现的连续流动反应器。

该团队在反应堆中引入了三种不同的模型示例，以生产三种流行的功能材料：

锰氧化物，广泛用于合成软铁氧体

石墨烯，用于许多应用，例如水净化和能量存储/转换

硫化钼，以其在微电子领域的新应用而闻名。

该系统展示了生成具有可调系统性能和受控材料质量的材料的多功能能力。

“液态金属可以很容易地集成到流体通道中，以构建连续流动反应器，”该工作的第一作者韩家洛先生说。他补充说：“液态金属本身可以在表面自发产生材料，并且在施加外部电压时，材料会被排斥离开其表面。”

该研究的通讯作者MohannadMayyas博士说：“这种概念验证的连续流动反应器是由一滴液态金属实现的，它可以扩展用于合成许多不同的有价值的材料，并具有高质量的控制。”“它没有机械部件，原则上可以很容易地扩大规模以用于未来的商业化。”