science >> Wetenschap >  >> Chemie

Chemie digitaliseren met een slimme roerstaaf

De Smart Stirrer (hierboven) kan gegevens over de kleur, viscositeit en andere eigenschappen van de oplossing die wordt geroerd. Krediet:Dmitry Isakov

Geminiaturiseerde computersystemen en draadloze technologie bieden wetenschappers nieuwe manieren om reacties bij te houden zonder grotere, omslachtige apparatuur. In een proof-of-concept-onderzoek in ACS-sensoren , onderzoekers beschrijven een goedkoop nieuw apparaat dat functioneert als een conventionele magnetische roerstaaf, maar dat kan automatisch informatie over de kleur van een oplossing meten en verzenden, viscositeit en een verscheidenheid aan andere attributen voor een smartphone of computer.

automatisch, gegevensverzameling op afstand kan chemische processen betrouwbaarder maken, maar ook minder arbeidsintensief en veiliger. Deze technologie begint door te dringen in scheikundelaboratoria, maar opties voor wetenschappers die hun reacties op afstand willen mengen en verschillende parameters willen volgen terwijl die reacties plaatsvinden, blijven vrij schaars, beperkt en duur. Nikolaj Tsjerkasov, Dmitry Isakov en collega's wilden een apparaat ontwikkelen dat in staat is om gelijktijdig tal van parameters te detecteren met behulp van vrij beschikbare open source software en gemakkelijk te verkrijgen, goedkope componenten.

Het team maakte twee versies van de Smart Stirrer op basis van verschillende geïntegreerde schakelingen, de ene een microcontroller en de andere een alles-in-één systeem op een chip. Om de Smart Stirrer aan te passen voor verschillende toepassingen, het team gebruikte een modulair ontwerp, waarin sensoren naar behoefte kunnen worden toegevoegd. Bij experimenten, ze bevestigden dat ze kleur konden detecteren, elektrische geleidbaarheid en, met zorgvuldige kalibratie, viscositeit. Extra goedkope in de handel verkrijgbare sensoren, evenals aangepaste, kan worden gebruikt om het apparaat aan te passen voor veel nieuwe toepassingen, zeggen de onderzoekers. Ze merken één beperking op:het smalle temperatuurbereik waarbinnen de Smart Stirrer kan functioneren, een beperking die volgens hen inherent is aan de meeste digitale elektronica. uiteindelijk, ze voorspellen dat deze aanpak een platform zou kunnen bieden voor het digitaliseren van chemie in onderzoekslaboratoria en industriële productie.