Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, um Vitamin D3 (VD3), einen lebenswichtigen Nährstoff für gesunde Knochen und die Funktion des Immunsystems, effizienter und reiner herzustellen. Dieser Durchbruch nutzt aufwendig gestaltete Mikrokanäle, die mit ultraschnellen Lasern in Glas geschnitten werden.
Die winzigen Kanäle bieten eine außergewöhnliche Transparenz für ultraviolettes (UV) Licht, den Hauptbestandteil bei der VD3-Produktion. Dies ermöglicht eine effizientere Nutzung des Lichts, was zu höheren VD3-Erträgen und niedrigeren Produktionskosten führt.
Traditionell beruht die VD3-Produktion auf sperrigen Reaktoren und ineffizienten Prozessen. Der neue mikrofluidische Ansatz überwindet diese Einschränkungen und ermöglicht eine kontinuierliche Produktion mit deutlich verbesserter Ausbeute (mehr als 20 %). Die Forschung ist veröffentlicht im Journal Licht: Fortschrittliche Fertigung.
„Diese Technologie stellt einen großen Fortschritt in der VD3-Produktion dar“, sagte Ya Cheng, leitender Autor der Studie. „Sie ebnet den Weg für erschwinglichere und leichter verfügbare VD3-Nahrungsergänzungsmittel, von denen sowohl Verbraucher als auch Gesundheitssysteme profitieren.“
Die Mikrokanäle bestehen aus Quarzglas, das aufgrund seiner hervorragenden UV-Transparenz und chemischen Beständigkeit ausgewählt wurde. Darüber hinaus ermöglicht die Lasergravurtechnik eine präzise Kontrolle des Kanaldesigns und optimiert so Mischung und Durchfluss für eine verbesserte Effizienz.
Die Forscher demonstrierten auch die Vielseitigkeit der Plattform, indem sie VD3 mithilfe einer Reihe von UV-LED-Lampen erfolgreich produzierten. Dies öffnet Türen für eine zukünftige Miniaturisierung und Integration der VD3-Produktion in tragbare Geräte.
Dieser innovative Ansatz bietet Potenzial über VD3 hinaus. Seine Fähigkeit, komplexe Reaktionen bei hohen Temperaturen und hohem Druck durchzuführen, macht ihn für eine breite Palette chemischer Syntheseanwendungen geeignet, von der Pharmazie bis zur Materialwissenschaft.
Weitere Informationen:
Aodong Zhang et al., Effiziente Synthese von Vitamin D3 in einem 3D-Ultraviolett-Photochemie-Mikroreaktor, der mit einem Ultrakurzpulslaser hergestellt wurde, Licht: Fortschrittliche Fertigung (2024). DOI: 10.37188/lam.2024.010