美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用3D打印PEEK 提高鉬99的回收效率

2020年3月24日，南極熊從外媒獲悉，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Argonne National Laboratory）的一個(gè)研究小組，已成功利用3D打印部件擴(kuò)大了重要醫(yī)學(xué)同位素的回收利用。新的增材制造零件使實(shí)驗(yàn)室的原始回收過(guò)程（于2015年發(fā)明）變得更快，更可靠且成本更低，從而使該方法有可能在工業(yè)規(guī)模上使用。

鉬99

放射科醫(yī)生使用Mo-b-99（Mo-99）來(lái)檢測(cè)和診斷心臟病，骨腐爛和各種罕見癌癥。富鉬對(duì)于生產(chǎn)Mo-99至關(guān)重要，通常每克的采購(gòu)成本約為1000美元。到目前為止，Mo-99制造商一直無(wú)法經(jīng)濟(jì)有效地大規(guī)�；厥崭汇f。 Argonne小組希望他們新穎的3D打印設(shè)備能夠提高回收過(guò)程的效率，使生產(chǎn)商可以從其昂貴的富鉬儲(chǔ)量中生產(chǎn)更多的Mo-99。

△Argonne研究小組及其3D打印接觸器，照片由阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提供。

使用3D打印回收富鉬

該項(xiàng)目由Mo-99項(xiàng)目經(jīng)理Peter Tkac領(lǐng)導(dǎo)，他的團(tuán)隊(duì)首先發(fā)現(xiàn)了富鉬的回收利用。在最初的過(guò)程中，研究小組將用過(guò)的富鉬與化學(xué)混合物混合成酸性溶液。然后，使用漏斗和試管在多個(gè)階段中純化富鉬，這一過(guò)程非常繁瑣。

Tkac在新聞稿中表示：“我們?cè)瓉?lái)的方法很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。”

整整一年后，Tkac開始與阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究員Peter Kozak合作，并與其他人一起使原始過(guò)程自動(dòng)化。 3D打印丙烯酸接觸器取代了用于盛裝和轉(zhuǎn)移過(guò)程中使用的腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的漏斗和試管。研究團(tuán)隊(duì)聲稱，正是這些接觸器才使回收過(guò)程更快，更具成本效益。

Kozak解釋說(shuō)：“我們將每個(gè)接觸器打印為一體，具有簡(jiǎn)化的功能和更少的外部連接�！� ``這使我們能夠盡快，可靠地將液體推入系統(tǒng)。''

盡管新設(shè)備可以將富集的鉬與鉀等污染物有效分離，但該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，由于pH值較低的鹽酸，在運(yùn)行15小時(shí)后3D打印的丙烯酸受到腐蝕。

Kozak補(bǔ)充說(shuō)：``我們的實(shí)驗(yàn)是成功的，但是如果您想進(jìn)入全面生產(chǎn)階段，需要的材料壽命將比這更長(zhǎng)。

3D打印接觸器，照片由阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提供

轉(zhuǎn)向PEEK

研究小組最終決定使用聚醚醚酮（PEEK），這是一種耐久的聚合物，以其耐化學(xué)性而聞名。然而，在試用3D打印的PEEK接觸器后，研究小組發(fā)現(xiàn)材料在制造過(guò)程中會(huì)明顯收縮，從而導(dǎo)致翹曲。為了解決這個(gè)問(wèn)題，阿貢的科學(xué)家改變了打印機(jī)的風(fēng)扇速度和溫度，最終成功地實(shí)現(xiàn)了3D打印的PEEK接觸器，該接觸器比原始的丙烯酸部件更堅(jiān)固，更靈活。最終結(jié)果是一種更快，更具成本效益的濃縮鉬回收系統(tǒng)，能夠長(zhǎng)時(shí)間承受惡劣的化學(xué)條件。

該項(xiàng)目的發(fā)現(xiàn)在《Solvent Extraction and Ion Exchange》上，題為“Demonstration of the MOEX Process Using Additive-Manufacturing-Fabricated Annular Centrifugal Contactors”。它由彼得·科扎克（Peter Kozak），彼得·特卡（Peter Tkac），肯特·沃德（Kent Wardle），亞歷克斯·布朗（Alex Brown）和喬治·范德格里夫特（George Vandegrift）合著。

據(jù)南極熊了解，PEEK確實(shí)是一種非常棒的材料，但是它的打印工藝比較困難，就在今天下午，三的部落將會(huì)聯(lián)合南極熊舉辦一場(chǎng)線上直播，介紹其開發(fā)的PEEK 材料3D打印機(jī)，歡迎關(guān)注。

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