Projektbeschreibung
Innovative mikrochemische Reaktoren entwickeln
Mikrochemische Systeme neigen zur Verstopfung der Kanäle, wenn sie partikelhaltige Ströme bewältigen müssen, wodurch sich ihre Anwendung in der chemisch-technischen Forschung einschränkt. Mit dem ERC-finanzierten Projekt MicroParticleControl wird das Ziel verfolgt, Verstopfungsprobleme in Mikrofluidvorrichtungen zu überwinden und Systeme für die Feststoffsynthese entsprechend den Vorgaben für Größe, Reinheit und Morphologie zu erstellen. Ziel ist es, eine innovative Strategie für den Umgang mit Partikeln im Reaktor auszuarbeiten, je nachdem, ob es sich um ein unlösliches Nebenprodukt oder die Zielverbindung handelt. Durch verschiedene Strategien der Ultraschallanwendung werden Keimbildungsstellen eingeführt, um die Partikelbildung innerhalb der Mikrofluidvorrichtung zu kontrollieren. Das Projektteam wird einen grundlegenden Einblick in den Prozess der Partikelbildung geben, woraus letztlich innovative Mikrofluidikreaktoren entstehen werden.
Ziel
Despite the many advantages of microchemical systems and their successful applications in chemical
engineering research, one major drawback greatly limiting their use is their susceptibility to channel clogging
for flows containing particulate matter. Hence, the aim of the proposed research is to overcome the challenge
of clogging in microfluidic devices and to design microfluidic systems that can tolerate particulate matter
and synthesize solid materials according to their specifications (e.g. size, purity, morphology). To reach this
goal, we apply a combined experimental and theoretical approach, in which the experimental results will lead
to model development reflecting the particle formation and interaction kinetics and their coupling to the
hydrodynamics. The novel concept of the proposal is to devise engineering strategies to handle the
particulate matter inside the reactor depending on if the solid material is i) an unwanted and insoluble by-product
of a reaction, or ii) the target compound (e.g. nanoparticle synthesis or crystallization of organic
molecules). Depending on the case we will design different ultrasound application strategies and introduce
nucleation sites to control the location of particle formation within the microchannel. This project will
provide fundamental insight into the physico-chemical phenomena that result in particle formation, growth
and agglomeration processes in continuous flow microdevices, and will provide a theoretical tool for the
prediction of the dynamics of particle-particle, particle-wall and particle-fluid interactions, leading to
innovative microreactor designs.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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