科學(xué)家利用3D打印擴(kuò)大了同位素的回收利用

來(lái)源：中關(guān)村在線

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。

放射科醫(yī)生使用鉬99（Mo-99）來(lái)檢測(cè)和診斷心臟病,，骨腐爛和各種罕見(jiàn)的癌癥,。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)模回收富鉬,。 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打印來(lái)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,。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,�,！闭�整一年后，Tkac開(kāi)始與Argonne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(chēng),，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,，您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

PEEK效率的提高研究團(tuán)隊(duì)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,，Argonne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《溶劑萃取與離子交換雜志》上的題為“使用加成制造環(huán)形離心接觸器的MOEX工藝示范”中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。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,。

由于其理想的機(jī)械和化學(xué)性能,，PEEK過(guò)去已成為許多醫(yī)療設(shè)備的重點(diǎn)。位于美國(guó)的醫(yī)療3D打印初創(chuàng)企業(yè)FossiLabs以前曾使用多孔PEEK材料生產(chǎn)3D打印的骨骼狀腳手架結(jié)構(gòu),。骨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用于長(zhǎng)期可植入醫(yī)療設(shè)備,。在上海的其他地方，一家醫(yī)療器械制造公司設(shè)計(jì)并制造了一種名為BioNEEK的PEEK外骨骼,，該外骨骼可為各種膝蓋問(wèn)題提供支持。護(hù)膝具有阻尼器,，該阻尼器旨在吸收震動(dòng),，否則會(huì)直接施加到膝蓋關(guān)節(jié)上。