我院张博副教授课题组在高效分离材料先进制造方面取得重要进展。相关成果以“Microfluidic Precision Manufacture of High Performance Liquid Chromatographic Microspheres”为题发表于Angewandte Chemie International Edition（DOI: 10.1002/anie.202418642）。
从上世纪六十年代首次报道的薄壳型色谱材料，到如今广泛使用的全多孔及表面多孔微球，高性能球形色谱填料的开发与制备始终是现代分离材料研究的核心问题。然而，现代色谱工业中常用的微球制备方法在粒径控制方面仍存在明显的局限性，且微球内部的孔结构在合成时往往会受粒径与形貌的影响，这为色谱微球的精准制造带来了挑战。
针对上述情况，课题组开发了一种基于液滴微流体技术的精准制造策略，用于制备高性能的单分散色谱微球，并且拥有对微球的颗粒形态、孔道结构和材料化学性质的独立调控能力。通过该技术制备的微球展现出极窄的粒径分布（CV<3%）和极高的产率（～100%）。同时，该方法制备的色谱微球展现出优异的分离效率，可实现最低1.67的折合塔板高度（hmin）。该芯片以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基材，单张芯片内集成了120个并行的流式聚焦液滴生成通道，最高能以240,000 Hz/chip的超高制造通量制备尺寸均一的液滴。该工作以含有单体与致孔剂（TMOS、PEG、HAc等）的反应液作为分散相，EM 90作为表面活性剂的十六烷溶液作为连续相。通过调控连续相与分散相的相对流量，能够制备粒径5-11 µm的微球。该法所制色谱填料相比于传统Bulk法合成的多分散色谱填料在色谱性能上显著提升，这得益于其单分散特性带来的柱床多路径效应（A项）的大幅降低。除二氧化硅基质，有机硅（乙基桥联、苯基桥联二氧化硅）和过渡金属氧化物（ZrO2和TiO2）材质的单分散微球制备均在此平台成功实现。
该研究工作在张博副教授独立指导下完成，孙楷越博士、曾巨星博士、刘娅博士和周拙恒博士为共同第一作者，该研究得到国家重点研发计划（2023YFF0713900）、国家自然科学基金（21475110）和翔安创新实验室科技项目（2023XAKJ0103075）的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202418642
