Учёные Тульского государственного университета разработали фотохимический реактор, корпус которого можно изготовить на обычном 3D-принтере. Устройство предназначено для проведения химических реакций с использованием света и может сделать современные методы органического синтеза доступнее для небольших лабораторий. Как сообщили в пресс-службе ТулГУ, разработка способна снизить затраты на получение соединений, применяемых при создании лекарственных препаратов и новых материалов.

В основе работы реактора лежит фотохимический синтез, при котором химические превращения происходят под воздействием света. Одной из проблем такого метода является перегрев мощных светодиодов, способный изменить условия реакции и привести к образованию побочных продуктов. Коммерческие установки с точным контролем температуры отличаются высокой стоимостью, поэтому исследователи Научно-исследовательского центра «БиоХимТех» ТулГУ предложили более доступное решение с использованием PLA-пластика.

Особенностью разработанного реактора стала встроенная система водяного охлаждения. Внутри напечатанного корпуса предусмотрены каналы, по которым циркулирует водопроводная вода, отводящая тепло от реакционной среды. По словам заведующего лабораторией химической конверсии возобновляемой биомассы и органического синтеза Богдана Карлинского, технология 3D-печати также позволяет изменять конструкцию устройства под конкретные задачи, увеличивать количество рабочих ячеек и использовать другие материалы, включая полиуретан и PETG.

Эффективность установки уже проверили экспериментально. Учёные провели испытания на четырёх различных фотохимических реакциях с использованием светодиодов, излучающих свет в диапазоне от ближнего ультрафиолета до зелёного спектра. В отдельных экспериментах выход целевых продуктов достигал 91%. При этом система охлаждения позволила ограничить дополнительный нагрев реакционной среды, обеспечив более стабильные условия проведения химических процессов.

Соавтор исследования, аспирант ТулГУ Дмитрий Гуров отметил, что разработанная установка позволяет разделять влияние света и температуры на протекание химических реакций. Это имеет значение для точности и воспроизводимости научных экспериментов. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Molecules. Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания.