新的简单设备大大改善了反应动力学分析

阿姆斯特丹大学范特霍夫分子科学研究所(HIMS)的研究人员开发了一种用于测量产气反应动力学的新装置。这款简单的台式设备的详细信息可公开获得，成本不到250欧元，重量仅为1500克。然而，它提供了超过3000次测量的准确反应曲线。它还可以对运行温度曲线进行编程，从而提供Arrhenius图，其中包含来自单个实验的数百个数据点。这样可以快速而有效地分析动力学和热力学。

在许多实验室中，测量化学反应的动力学很普遍。了解动力学可以洞悉系统趋于平衡的过程。这对于检验假设，理解反应机理以及设计和优化化学过程至关重要。但是任务本身通常很平凡，耗时且劳动强度大。当确定需要多组测量的阿伦尼乌斯关系时，尤其如此。

现在，在Angewandte Chemie的报告中，博士生Thierry Slot致力于TOP-PUNT项目“密闭空间中的催化”提出了一种解决方案。他已经建立了一个基于气泡计数的简单装置，以取代具有百年历史的倒置式滴定管的实验装置。原型与Raveendran Shiju博士和Gadi Rothenberg教授一起，被开发为真正的设备，现已在实验室中常规使用。

Slot摆脱挫折而建造了该设备的第一个工作原型，以节省时间和麻烦：“倒置式滴定管用于通过测量气态产品的体积来量化气态产品的形成。但是，要确定反应性的微小差异，需要确定体积上的差异很小，这总是给我带来麻烦。因此，我想到了一个气泡计数器，它可以测量气泡的产生和通过，而不是倒置的滴定管中的水的排量。在一个周末内制作了原型，使用了从气相色谱仪中清除的一些旧零件，加热元件以及猫玩具上的激光。”

台式设备

Rothenberg和Shiju立即意识到了这种新方法的潜力，该小组将气泡计数器开发为台式设备，从而实现了灵敏而可靠的定量方法。

该设备使用激光束检测由于检测液体中压力和表面张力之间的微妙平衡而产生的气泡。该设备的独特之处在于其精确的气泡定时，可精确计算每个气泡的体积。在一个实验中，通过数千次测量，可以得出详细且可重现的动力学曲线。该设备还包括一个数字温度控制器，可以分析热力学参数并精确计算Arrhenius关系。

Rothenberg认为该设备在机械研究中具有附加价值：“能够测量大量数据点的能力改变了游戏规则，因为它可以洞察以前无法检测到的机械特征。这有点像拥有世界上第一台望远镜或显微镜，这是一种设备，使您能够看到最先进的事物。”

开放获取知识共享

研究人员曾考虑对该设备申请专利并使其商业化，但在咨询了UvA技术转让办公室后，决定将其公开和开放获取。罗森伯格(Rothenberg)已经成立了3家衍生公司，他赞成知识升值，但在每种情况下都要仔细权衡利弊：“许多实验室可以从这种设备中受益，但这并不能立即证明进行投资的合理性在商业化方面花费时间，金钱和精力;申请专利很简单;从专利中获取价值就困难得多;在这种情况下，我们选择共享知识(包括3D打印和制造所需的所有文件)，以便人们可以构建此类设备在他们自己的实验室中”。

同时，Thierry Slot为特定应用又制造了两种设备，该小组的研究人员已经在使用这些设备。其他几个实验室也对此感兴趣。