Mechanochemie Kogelmolens gebruiken om oplosmiddelvrije mechanochemische reacties uit te voeren
Mechanochemie, een tak van de chemie die gebruikmaakt van impact- en wrijvingskrachten om chemische reacties te initiëren - meestal door het gebruik van Kogelmolens - wint aan aandacht voor de milieuvoordelen. Terwijl chemici te midden van groeiende milieuproblemen op zoek gaan naar oplosmiddelvrije alternatieven, biedt mechanochemie een veelbelovende route. Deze methode vergemakkelijkt niet alleen snellere reacties, waardoor energie wordt bespaard in vergelijking met traditionele op oplosmiddelen gebaseerde benaderingen, maar pakt ook uitdagingen aan zoals slechte oplosbaarheid van reactanten. Het maakt reacties mogelijk die niet haalbaar zijn in oplosmiddelen en maakt het mogelijk om tussenstoffen te stabiliseren en te zuiveren. Mechanochemie opent dus nieuwe wegen om de duurzaamheid van processen te verbeteren en nieuwe reacties te ontwikkelen. RETSCH loopt voorop met het meest uitgebreide assortiment Kogelmolens en optimale accessoires voor het uitvoeren van chemische reacties in Slijpende potten.
Wat zijn de voordelen van mechanische chemische reacties in vergelijking met processen op basis van oplosmiddelen?
- Oplosmiddelvrije processen elimineren tot 90% van de reactiemassa, waardoor de kostenefficiëntie en milieuveiligheid worden verbeterd en de tijd die nodig is om het optimale oplosmiddel voor een reactie te identificeren, wordt verkort.
- Het verkennen van nieuwe reactieroutes wordt haalbaar met mechanochemie, omdat het onoplosbare reactanten herbergt, tussenproducten stabiliseert en verschillende reacties biedt in vergelijking met methoden op basis van oplosmiddelen.
- Deze aanpak bespaart tijd, met reacties die meestal in minuten tot uren verdwijnen, in tegenstelling tot de dagen die nodig zijn voor oplosmiddelen.
- Hogere opbrengsten kunnen worden bereikt wanneer geschikte omstandigheden worden gevonden
Hoe werkt mechanochemie?
In de mechanochemie is de methode van energietoepassing en -menging cruciaal. Planetaire Kogelmolens gebruiken voornamelijk wrijving om de grootte te verkleinen, terwijl mixermolens afhankelijk zijn van impact. Bepaalde reacties worden effectiever uitgevoerd in planetaire Kogelmolens, terwijl andere profiteren van de impactmodus van mixermolens. Momenteel worden de variërende effecten van temperatuur en mengen op mechanochemische reacties onderzocht, omdat de precieze mechanismen die deze reacties aansturen nog volledig moeten worden begrepen.
De werkzaamheid van mechanochemische reacties roept verschillende vragen op: is het de energie van impacts die deze reacties aandrijft, en verbetert meer energie altijd de uitkomsten? Creëren de kogels niet alleen verse reactieve oppervlakken, maar verbeteren ze ook de menging? Of speelt de relatief hoge concentratie educten, in vergelijking met oplosbare systemen, een belangrijke rol? Dragen hoge temperaturen die worden gegenereerd tijdens balbotsingen bij, of is het een combinatie van deze factoren? Optimale kogelgrootte is een andere overweging; te kleine kogels kunnen leiden tot reactantagglomeratie en onvoldoende menging, terwijl te grote kogels kunnen leiden tot minder reactieve botsingen. De ideale kogeldiameter varieert van 5 tot 15 mm. De keuze van Slijpend gereedschapsmateriaal, zoals zirkoniumoxide of roestvrij staal, is ook cruciaal. Het materiaal moet chemische reacties weerstaan, het proces niet verstoren en mechanische stabiliteit behouden om slijtage te minimaliseren.
Mechanisch geïnduceerde zelfvoortplantende reacties (MSR) zijn snelle, exotherme chemische reacties die worden geïnitieerd door mechanische energie, zoals geleverd in kogelmolens, die zich zonder externe verwarming door een materiaal voortplanten. De video toont een mechanochemische reactie tussen nikkel en zwavel die onder bepaalde omstandigheden als MSR kan lopen. Tegen het einde van de video is een lichtflits te zien die de MSR-ontsteking documenteert. Toestemming om deze video van Matej Baláž te gebruiken.
Kogelmolens gebruikt voor mechanosynthese
Kogelmolens zorgen voor nauwkeurige controle van de reactieomstandigheden, een breed scala aan energie-inputs en de mogelijkheid om reacties uit te voeren in afgesloten vaten. Planetaire Kogelmolens en mixermolens worden meestal gebruikt voor mechanische chemische reacties. De werkingsprincipes van deze twee soorten verschillen op sommige gebieden.
Planetaire kogelmolens
De Slijpende kruik is excentriek geplaatst op het zonnewiel van de Planetaire kogelmolen. De bewegingsrichting van het zonnewiel is tegengesteld aan die van de Slijpende kruiken in de verhouding 1:-2, 1:-2,5 of 1:-3. De Slijpende kogels in de kruiken worden onderworpen aan over elkaar gelegde rotatiebewegingen, de zogenaamde Coriolis-krachten. Het verschil in snelheden tussen kogels en kruiken produceert een interactie tussen wrijvings- en impactkrachten, waardoor hoge dynamische energieën vrijkomen. Het samenspel tussen deze krachten produceert de hoge en zeer effectieve mate van groottereductie van de Planetaire kogelmolen.
RETSCH biedt vier Planetaire kogelmolen modellen die 1, 2 of 4 Slijpende kruiken accepteren in maten variërend van 12 ml tot 500 ml.
De PM 300 werkt met een snelheidsverhouding van 1:-2, maar in tegenstelling tot andere modellen bereikt hij tot 64,4 x zwaartekrachtversnelling dankzij de maximale snelheid van 800 tpm en het grote zonnewiel. Samen met de optie om kleine, stapelbare Slijpende kruiken te gebruiken voor kleine operaties tot 80 ml of twee kleine schalen voor doeleinden tot 500 ml, is deze planetaire kogelmolen zeer geschikt voor mechanische toepassingen in de mechanische chemie.
Hoge Energie Kogelmolen Emax
De Hoge Energie Kogelmolen Emax is een speciaal type Planetaire kogelmolen. Het combineert hoogfrequente impact, intensieve wrijving en gecontroleerde cirkelvormige potbewegingen tot een uniek en zeer effectief formaatreductiemechanisme met een snelheid tot 2000 tpm, wat resulteert in een hoge energie-input.
Het samenspel van potgeometrie en beweging veroorzaakt sterke wrijving tussen de Slijpen, monstermateriaal en potwanden en een snelle versnelling waardoor de kogels met grote kracht op het monster aan de afgeronde uiteinden van de potten botsen. Dit verbetert aanzienlijk de menging van de deeltjes, wat resulteert in kleinere maalgroottes en smallere deeltjesgrootteverdelingen dan mogelijk is met andere Kogelmolens.
Een uniek waterkoelsysteem zorgt voor stabiele monstertemperaturen, waardoor Slijpen met een extreem hoge energie-input mogelijk zijn. De Emax kan worden bediend binnen een gedefinieerd temperatuurbereik, dat de gebruiker selecteert door een minimum- en een maximumtemperatuur te definiëren. Als de maximumtemperatuur wordt overschreden, onderbreekt de molen automatisch het Slijpen en hervat het alleen wanneer de minimumtemperatuur wordt bereikt. De Slijpen en lengte van de pauzes kunnen variëren afhankelijk van de temperatuurgrenzen, maar het hele Slijpen blijft altijd reproduceerbaar.
Kogeltrilmolens
De verpletterende wijze van mixermolens is voornamelijk gebaseerd op impact. De Slijpende potten voeren radiale oscillaties uit in horizontale positie. De traagheid van de Slijpende kogels zorgt ervoor dat ze met hoge energie op het monstermateriaal aan de afgeronde uiteinden van de potten botsen en het verpulveren. Ook de beweging van de potten in combinatie met de beweging van de ballen resulteren in het intensief mengen van het monster.
RETSCH biedt vijf Kogeltrilmolen modellen. De MM 400 wordt vaak gebruikt voor mechanochemie vanwege het gebruiksgemak en het kleine compacte ontwerp. Een belangrijk kenmerk is de mogelijkheid om langdurige Slijp processen uit te voeren tot 99 uur.
De CryoMill koelt het monster in de pot constant af tot -196 ° C met vloeibare stikstof. De MM 500 vario accepteert tot 6 Slijpende potten en met een maximale frequentie van 35 Hz, biedt hogere energieniveaus dan de 400 MM. De 500 MM nano 500 is ontworpen voor het produceren van nanodeeltjes, maar biedt ook de inputfrequentie van de mechanochemie met zijn energiefrequentie van H / 35 MM.
De mechanochemie is de meest interessante optie voor de mechaniek om de 500 MM te bedienen, die een temperatuurregeling biedt van +100 ° C tot +100 ° C.
Invloed van snelheid of frequentie op de opbrengst in de mechanochemie
In de mechanochemie is de methode van energietoepassing en -menging cruciaal. Planetaire Kogelmolens gebruiken voornamelijk wrijving om de grootte te verkleinen, terwijl mixermolens afhankelijk zijn van impact. Bepaalde reacties worden effectiever uitgevoerd in planetaire Kogelmolens, terwijl andere profiteren van de impactmodus van mixermolens. Momenteel worden de variërende effecten van temperatuur en mengen op mechanochemische reacties onderzocht, omdat de precieze mechanismen die deze reacties aansturen nog volledig moeten worden begrepen.
De werkzaamheid van mechanochemische reacties roept verschillende vragen op: is het de energie van impacts die deze reacties aandrijft, en verbetert meer energie altijd de uitkomsten? Creëren de kogels niet alleen verse reactieve oppervlakken, maar verbeteren ze ook de menging? Of speelt de relatief hoge concentratie educten, in vergelijking met oplosbare systemen, een belangrijke rol? Dragen hoge temperaturen die worden gegenereerd tijdens balbotsingen bij, of is het een combinatie van deze factoren? Optimale kogelgrootte is een andere overweging; te kleine kogels kunnen leiden tot reactantagglomeratie en onvoldoende menging, terwijl te grote kogels kunnen leiden tot minder reactieve botsingen. De ideale kogeldiameter varieert van 5 tot 15 mm. De keuze van Slijpend gereedschapsmateriaal, zoals zirkoniumoxide of roestvrij staal, is ook cruciaal. Het materiaal moet chemische reacties weerstaan, het proces niet verstoren en mechanische stabiliteit behouden om slijtage te minimaliseren.
Recent research at the University Utrecht has demonstrated that the efficiency of polypropylene (PP) depolymerization via ball milling in the Mixer Mill MM 500 vario can be dramatically enhanced by optimizing mechanical parameters. When the milling frequency is increased, the rate at which valuable monomers like propene are produced rises sharply. This is because higher frequencies generate more frequent and energetic impacts, which accelerate the cleavage of polymer chains. The effect is highly nonlinear: even modest increases in frequency can lead to exponential gains in product yield, making the process both powerful and tunable. The highest yield was achieved at maximum frequency of 35 Hz. [13]
In addition to frequency, the number and size of grinding balls within the grinding jar play a crucial role. Using more balls increases the number of collision events, which in turn boosts the formation of small hydrocarbon molecules. However, there is an optimal range, where the process is most efficient. Beyond this point, adding more balls actually reduces the effectiveness, as it restricts their movement and limits energy transfer. This approach offers a flexible, energy-efficient solution towards the circular economy of plastics.
Programming two different frequencies can improve reactions
Sequential milling at 25 Hz followed by 35 Hz greatly enhances amine formation compared to using a single frequency. In the first step at 25 Hz, benzaldehyde reacts with aniline to form the imine intermediate through condensation. In the second step at 35 Hz, this imine is hydrogenated to produce the desired amine. If only a high frequency is used, benzaldehyde is directly hydrogenated to benzyl alcohol, resulting in unwanted side products. Conversely, using only a low frequency does not provide enough energy for hydrogenation, so the imine does not convert to the amine. The two-step protocol suppresses side reactions and enables a true one-pot process without intermediate handling. Overall, this approach yields higher amounts and purity of the target amine, demonstrating a robust and sustainable method for reductive amination. [12]
Hoge energie Kogelmolens
Een hoge energie-input verbetert de efficiëntie van het Slijpen aanzienlijk, wat leidt tot fijnere en homogenere deeltjesgrootteverdelingen. Dit is cruciaal in toepassingen waar de kwaliteit van het eindproduct afhankelijk is van de deeltjesgrootte en -distributie. In de mechanochemie kan de energie-input, samen met de actiemodus, temperatuur, kogelmolengrootte en mengeffecten, de reactie-uitkomst beïnvloeden. Om experimenten over een spectrum van snelheden, van matige tot hoge energie, te vergemakkelijken, zijn vier RETSCH modellen bijzonder opmerkelijk: PM 300, Emax, MM 500 nano en MM 500 vario. De versnelling die deze molens kunnen bereiken, is afhankelijk van de grootte van het zonnewiel en de maximale snelheid (planetaire Kogelmolens) of amplitude en frequentie (mixermolens).
De Hoge Energie Kogelmolen Emax, de krachtigste in de Retsch portfolio, bereikt de hoogste energie-input met snelheden tot 2000 rpm, wat resulteert in een versnelling van 76 g. Dit, gecombineerd met zijn unieke functieprincipe en Slijp jar ontwerp, produceert een uitzonderlijk smalle Deeltjesgrootte Verdeling, minimaliseert Slijpen of reactietijden, en genereert ultrafijne deeltjes. Daarnaast zorgt het ontwerp voor kogelbewegingen met gelijktijdige impact en wrijving die het mengen effect verbetert.
De Planetaire Kogelmolen PM 300 beschikt over een groot zonnewiel en een maximale snelheid van 800 rpm, het bereiken van versnellingen tot 64,4 g. Samen met de optie om vier kleine, stapelbare Slijpen potten van 12 tot 80 ml voor kleinschalige bewerkingen, of twee potten van maximaal 500 ml voor opschaling doeleinden, is dit model zeer geschikt voor onderzoek in de mechanochemie.
De PM 400 met vier Slijp stations is beschikbaar met snelheidsverhouding 1:-2.3 en wat meestal resulteert in een hoge input voor mechanochemische toepassingen.
De Mixer 500 MM en 500 MM werken met een aanzienlijke variabele energie-invoersnelheid, wat resulteert in een hoge variabiliteit van de mechanosnelheid, waardoor de mechanochemie verbetert.
Mechanochemical destruction of forever chemicals in PM 100
In a detailed study, Gobindlal et al. (2022) [10] investigated the mechanochemical destruction (MCD) of perfluorosulfonic acids (PFSAs), a subclass of persistent per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), using the PM 100.
- Milling Setup: 0.05 g of PFAS standards were mixed with 5 g of quartz sand in a 50 ml stainless steel jar with ten 10 mm stainless steel balls.
- Milling was performed at ambient temperature and pressure, without solvents or chemical additives. Samples were milled for up to 720 minutes, under relatively mild conditions, to assess degradation kinetics and establish the underlying degradation mechanisms.
- The PM 100 achieved 99.99% degradation of total PFSA content after 720 minutes. Individual compounds like PFOS, PFHpS, PFHxS, PFPeS, and PFBS showed rapid degradation, with PFBS reaching complete destruction by 180 minutes.
Mechanism of Action:
Quartz sand, when ground in the PM 100, generates reactive surface radicals that initiate PFAS breakdown. These radicals facilitate C–F bond cleavage, one of the strongest in organic chemistry, leading to the mineralization of fluorine into stable Si–F bonds. Another study by the same group highlights the scalability and effectiveness of MCD using the Retsch PM 100 planetary ball mill for the remediation of PFAS-contaminated land and the destruction of stockpiled AFFFs.
Functionalizing biomass for pharma applications via mechanochemistry
Mechanochemistry is transforming how functional biomaterials are made, and cationic cellulose is a prime example. Using a solvent-free process, cotton fibers are combined with a catalytic base and a minimal additive, then milled together with the cationic reagent to activate the reaction using the Mixer Mill MM 400. This solid-state approach eliminates water and bulk solvents, dramatically reducing chemical use and waste compared to conventional methods. After milling, a short aging step completes the reaction, delivering highly charged cellulose fibers with exceptional performance. [14]
Optimal reaction conditions: Cotton fibers were milled in a 50 ml stainless steel jar with 3 x 10 mm balls for 5 min at 25 Hz, then EPTMAC was added, and the mixture was milled for additional 30 min. The subsequent aging of the reaction mixture at 50 °C for 24 h, followed by Soxhlet extraction (48 h) and freeze drying, resulted in the isolation of pure cCF material.
Why is this exciting for pharma?
These cationic fibers show strong electrostatic binding to viruses, enabling efficient removal of pathogens from water and process streams—critical for sterile manufacturing and clean water applications. Beyond filtration, the material offers potential in drug delivery, antimicrobial surfaces, and bioprocessing aids. The process achieves outstanding sustainability metrics aligning with green chemistry principles and industry goals. It also allows precise control over charge density for tailored performance.
This innovation demonstrates how mechanochemistry can deliver high-value, eco-friendly solutions for pharmaceutical production—combining safety, efficiency, and sustainability in one breakthrough approach.
Invloed van temperatuur in de mechanochemie
In de mechanochemie beïnvloedt temperatuur de reactie-efficiëntie aanzienlijk en kan het zelfs het reactietype dicteren. Er is een groeiende interesse in verwarmingsmolens om het "klop- en warmte"-concept te belichamen, hoewel koeling ook een rol speelt bij reactie-uitkomsten. In sommige gevallen heeft temperatuur mogelijk geen waarneembare invloed. Het diagram illustreert het temperatuurbereik dat wordt bestreken door RETSCH Kogelmolens. De volgende voorbeelden tonen de potentiële invloed van temperatuur op chemische reacties.
Koeling maakt stabilisatie van tussenproducten (derivaten) in de mechanochemie mogelijk
Reacties met thermisch onstabiele tussenproducten kunnen nauwkeurig worden gecontroleerd door ze te synthetiseren terwijl ze tegelijkertijd worden afgekoeld, bijvoorbeeld tot -5 °C in de MM 500 control, waarbij de externe koelmachine is ingesteld op -5 °C, en het koelmiddel de thermische platen en daarmee ook de potten en het monster actief koelt. Dit proces stabiliseert de thermisch onstabiele tussenproducten, waardoor hun opbrengst uiteindelijk wordt verbeterd. Het temperatuurbeheer van de MM 500 control maakt geheel nieuwe reacties mogelijk, zoals aangetoond door de synthese van ZIF-8 uit 2-methylimidazolium en zinkoxide.
De MM 500 control maakt nauwkeurige controle over productvorming in mechanochemische processen mogelijk door het gebruik van variërende temperatuurniveaus. Bovendien kunnen reacties worden gestabiliseerd over andere temperatuurbereiken tot -100 °C, waardoor het potentieel voor het ontdekken van nieuwe syntheseroutes en producten enorm wordt uitgebreid. De CryoPad maakt nauwkeurige temperatuurregeling mogelijk, waardoor de selectie en regeling van temperaturen op de thermische platen van 0 °C tot -100 °C mogelijk is.
De verdere reactie op kat-Zif-8 en DIA ZIF-8 kon worden gestopt zodra de temperatuur van de thermische platen met behulp van een koelmachine op -5 °C was ingesteld. Een stijging met 5 °C leidde nog steeds tot de vorming van de tweede tussenliggende kat-ZIF-8. Bij 20 °C van de thermische platen werden alle drie producten gevonden; bij synthese zonder koeling is de eigenlijke reactie voltooid, alleen DIA ZIF-8. Resultaten gepresenteerd door de groep van Lars Borchardt. [3]
Verhitting leidt tot andere resultaten of snellere reacties met hogere opbrengsten in de mechanochemie
In de mechanochemie kan energie-input via warmte ook gunstig zijn voor reacties en leiden tot betere opbrengsten of verschillende reactietypen. Er zijn reactieroutes zoals de Suzuki Miyaura-kruiskoppelingsreactie waarbij een hogere temperatuur de reactie versnelt, vergelijkbaar met klassieke chemie met behulp van Bunsen-branders. [3] In één geval werden hittepistolen gebruikt om de Slijpende potten van de MM 400 op te warmen.
Een meer gecontroleerde manier van verwarmen is mogelijk met de MM 500 control, die kan worden aangesloten op een cryostaat. Deze opstelling gebruikt een thermische vloeistof om de thermische platen tot 100 ° C te verwarmen, waardoor warmte efficiënt wordt overgebracht naar de potten en de reactie wordt vergemakkelijkt.
Een voorbeeld van verwarming in mechanochemische reacties is afgebeeld in het diagram, waarbij een primaire amine met ftaalzuuranhydride reageert. Het gebruik van de MM 500 vario of de MM 500 control bij kamertemperatuur levert alleen de monoamide op. Daarentegen resulteert het malen gedurende drie uur bij 80 ° C in de vorming van het gewenste imide met ongeveer 75% geïsoleerde opbrengst.
Een andere illustratie van hoe temperatuur de mechanochemische reactieopbrengsten in Kogelmolens beïnvloedt, wordt aangetoond door een metaal-organische verbinding te synthetiseren in de MM 500 control. Bij 30°C werd na 30 minuten een maximale opbrengst van ongeveer 70% bereikt, zonder verbetering ten opzichte van het verlengen van de Slijp tijd. Wanneer de temperatuur echter op 60°C werd gehouden met behulp van een thermostaat, vond binnen slechts 15 minuten een bijna volledige reactie plaats.
A second example shows the degree of conversion during an organic reaction conducted in the MM 500 control. Simply milling the reactants without heating only gives 10 % yield after 2 hours. However, heating at 70 °C increases this to 35 %. Further improvements are also possible with optimisation of scale, milling speed etc., but heating is critical to achieving a good yield.
De temperatuur kan het type reactie in een kogelmolen bepalen, zoals in dit voorbeeld. Door het temperatuurniveau te regelen, kan de reactie nauwkeurig worden geregeld en kunnen verschillende producten worden bereikt.Resultaten gepresenteerd door de groep Andrea Porcheddu. [4]
Meetsysteem GrindControl GrindControl shows what’s happening inside the grinding jar – in real time
GrindControl provides real-time visibility into processes inside the grinding jar. Pressure and temperature are continuously monitored—ensuring safe, precise control, even with sensitive or reactive materials. Respond promptly to unexpected pressure spikes, and keep a close eye on temperature-sensitive samples and even mechanochemical reactions at all times.
GrindControl at a glance
- Real-time data on pressure & temperature
- Early detection of critical conditions
- Precise process control
- Protection of sensitive materials
- Reproducible results
Kleine monstervolumes en hoge monsterdoorvoer voor screeningsdoeleinden
In de mechanochemie, farmacie of O&O in het algemeen gaat het bij testreacties meestal om kleine monstervolumes vanwege de hoge kosten of de beperkte beschikbaarheid van materialen. Het gebruik van kleine Slijpende potten is daarom voordelig. De minimale Slijpende pottenvolumes voor mixermolens zijn 1,5 of 2 ml in roestvrij staal, waarbij potten van 5 ml of 10 ml vaker worden gebruikt. Voor toepassingen waarvoor potten van zirkoniumoxide of wolfraamcarbide nodig zijn, is de kleinste beschikbare maat 10 ml. Om aan alle vereisten te voldoen, biedt Retsch een uitgebreide selectie adapters en potten met meerdere holtes:
- Voor de MM 400, MM 500 vario en CryoMill is een adapter verkrijgbaar die 4 x 5 ml roestvrijstalen Slijp potjes bevat, waardoor 8, 24 of 4 monsters tegelijk kunnen worden verwerkt.
- Roestvrijstalen buisjes van 2 ml passen in adapters voor de MM 400 (20 monsters), MM 500 vario (50 monsters) of CryoMill (6 monsters).
- Deze buisjes van 2 ml kunnen ook worden gebruikt met een ander type adapter in de MM 500 nano of MM 500 control, voor 18 monsters per batch.
- Roestvrijstalen buisjes zijn bijzonder voordelig voor cryogene toepassingen, omdat ze niet breken zoals plastic buisjes.
Bovendien bieden de MM 500 control en MM 500 nano plaats aan 2 x 25 ml of 4 x 10 ml multicavity potten, wat Slijp resultaten oplevert die vergelijkbaar zijn met die bereikt met 10 ml of 25 ml potten in de MM 400. In Planetaire Kogelmolens kunnen 12 ml of 25 ml roestvrijstalen Slijp potten worden gebruikt en zelfs gestapeld om de monsterhoeveelheid te verdubbelen. Er is ook een adapter voor 1,5 ml glazen flacons beschikbaar, geschikt voor mechanische chemische toepassingen - meer details in de volgende sectie.
Successful Mechanochemical Synthesis of Bütschliite from Carbonates
A 1:1 molar ratio of K2CO3 and CaCO3 (total mass of 0.5 g) was milled in the 5 ml jars for 2 h at 30 Hz. 3 x 7 mm steel balls per jar were used, corresponding to a B/P ratio of 8.4:1. The reaction to buetschliite K2Ca(CO3)2 was successful and reproducible in the 4 jars. Results presented by the group of Claudia Weidenthaler. [8]
The solution for efficient and sustainable co-crystal synthesis
The TM 300 is capable of meeting the demands of modern pharmaceutical manufacturing. This can be demonstrated by the example of the mechanochemical synthesis of rac-Ibuprofen:Nicotinamide co-crystals. The TM 300 is an environmentally friendly alternative to conventional solution-based methods. In just 90 minutes, 3.2 kg of co-crystals with a yield of 99 % were produced, using only minimal amounts of ethanol in the LAG process.
The diagram shows a conversion of rac-IBU. Blue plot: neat grinding approach with addition of 10 kg of balls (d = 10 mm) after 270 min and 10 kg of balls (d = 30 mm) after 360 min; addition of LAG additive EtOH after 510 min. Orange plot: LAG-assisted approach with EtOH added prior to the reaction and 20 kg balls 10 mm.
Results presented by the research group of Michael Felderhoff [6]
TM 300 enables mechanochemical processes to be carried out on a kilogram scale, opening up new possibilities for sustainable industrial manufacturing processes. Particularly interesting is the minimal metal abrasion – the measured values were well below concerning levels and significantly lower than, for example, in eccentric vibratory mills. The table shows the minimal abrasion values in the TM 300 during the test run.
| Sample | Al [ppm] | Cr [ppm] | Co [ppm] | Fe [ppm] | Ni [ppm] |
|---|---|---|---|---|---|
| Raw material IBU | 11.3 | 39.0 | 25.7 | 71.9 | 34.9 |
| Raw material Nicotinamid | 8.9 | 33.3 | 26.7 | 40.0 | 33.3 |
| Co-crystals after 30 min | 10.8 | 35.9 | 30.8 | 51.3 | 38.5 |
| After 60 min | 11.0 | 37.0 | 31.7 | 63.4 | 39.6 |
| After 90 min | 17.2 | 43.8 | 35.9 | 64.6 | 45.3 |
Results presented by the research group of Michael Felderhoff [6]
Setup:
- 2,03 kg rac IBU; 1,20 kg NIC
- 10 l drum for wet grinding, 20 kg 10 mm grinding balls stainless steel
- LAG Ethanol 0.1 ml/g
- 60 rpm for 90 min
- 99 % yield
Cokristalscreening
Met een speciale adapter kan co-kristal screening worden uitgevoerd in een Planetaire kogelmolen, met behulp van wegwerpflacons zoals 1,5 ml GC glazen flacons. De adapter beschikt over 24 posities gerangschikt in een buitenring met 16 posities en een binnenring met 8 posities. De buitenring accepteert maximaal 16 flacons, waardoor maximaal 64 monsters tegelijkertijd kunnen worden gescreend bij gebruik van de Planetaire kogelmolen PM 400. De 8 posities van de binnenring zijn geschikt voor het uitvoeren van proeven met verschillende energie-input, bijvoorbeeld voor mechanosyntheseonderzoek.
Deze adapter is compatibel met de modellen PM 100, PM 300 en PM 400.
The video shows use of Planetary Ball Mills for co-crystal screening.
Co-crystallization
Co-Crystallization is a method to modify and optimize the properties of active materials (e.g. APIs or catalysts) by aggregation of two or more different chemical entities in a crystalline lattice.
Co-Crystal Screening with the MM 400
Co-crystal screening can be effectively performed in Mixer Mills. In a study [9] using the MM 400, 2 ml steel tubes and the corresponding PTFE adapter were employed to co-crystallize theophylline and benzamide in a 1:1 ratio under the following conditions:
- 60 min milling time
- 30 Hz frequency
- One 6 mm steel ball per tube
- Four experiments without solvent and four with 20 µL ethanol
Co-crystal screening can be effectively performed in Mixer Mills. In a study [9] using the MM 400, 2 ml steel tubes and the corresponding PTFE adapter were employed to co-crystallize theophylline and benzamide in a 1:1 ratio under the following conditions:
MM 400: Klaar voor in-situ RAMAN-spectroscopie en lichtgeïnduceerde reacties
Een nieuwe functie van de MM 400 werd ontwikkeld met mechanochemische toepassingen in gedachten: transparante Slijpen potten zijn de basis voor RAMAN in-situ spectroscopie, waardoor de chemische reacties die binnen plaatsvinden kunnen worden waargenomen. De beste manier om dit te doen is door de RAMAN spectrometer onder de potten te plaatsen. De deksel onder de Slijpen potten kan eenvoudig worden verwijderd door drie schroeven los te draaien. De bodemplaat van de machine heeft twee openingen waardoor de RAMAN spectrometer naar de bodem van de Slijpen potten wijst. Dankzij deze speciale opstelling is de MM 400 perfect uitgerust voor mechanochemische doeleinden. Dankzij hun transparantie zijn de PMMA potten ook geschikt voor het uitvoeren van foto-mechanochemische reacties.
Opschaling van mechanochemische reacties
Mixermolens dienen als essentieel gereedschap voor het uitvoeren van mechanochemische tests en proeven. Met een maximaal Slijpende potgrootte van 125 ml zijn hun opschalingsmogelijkheden echter beperkt. De logische progressie is om planetaire Kogelmolens te gebruiken, die tot 4 x 500 ml potten per batch kunnen herbergen. Gezien de verschillende functieprincipes tussen deze molens is directe overdracht van succesvolle reacties van mixermolens naar planetaire Kogelmolens niet gegarandeerd, waardoor nieuwe proeven nodig zijn.
Voor verdere opschaling biedt RETSCH de Drum Mills TM 300 en TM 500 die zijn uitgerust met vaten tot 150 liter. Het werkingsmechanisme van trommelmolens verschilt van dat van mixermolens en planetaire Kogelmolens, wat meestal resulteert in een lagere energie-input vanwege hun lagere snelheden. Eerste opschalingsproeven hebben veelbelovende resultaten aangetoond.
Trommelmolens - fijn Slijpen van grote volumes
Terwijl de trommel van de TM 300 draait, zorgt wrijving ervoor dat de Slijpende kogels de wand van de trommel opstijgen. Deze afstand groeit met de snelheid van de trommel totdat de middelpuntvliedende krachten de zwaartekracht overtreffen, waardoor de kogels zich gedurende de hele rotatie aan de wand hechten. Deze snelheid wordt de "kritische snelheid" = NC.
NC = 42.3/{√(D-d)} [omwentelingen per minuut]
D = binnendiameter van de trommel [m] = 0,3 m voor TM 300 [tpm]
d = kogeldiameter [m]
Het kritische toerental is ~80 tpm, maar varieert afhankelijk van de kogeldiameter.
2. Monster
3. Slijpende kogels
4. Draairichting
De TM 300 werkt in twee verschillende modi: Cataract en Cascade. In de Cataract-modus draait het apparaat op ongeveer 70% van zijn kritische snelheid, wat overeenkomt met 55-60 tpm voor de TM 300. Deze snelheid stelt de ballen in staat om aanzienlijk langs de wand van de trommel te reizen. Hoewel ze de kritische snelheid niet bereiken, komen de ballen uiteindelijk los van de wand, passeren ze voorbij het midden van de trommel en raken ze het monster aan de onderkant van de trommel. Deze modus is bijzonder gunstig voor het snel afbreken van grotere deeltjes.
In de Cascade-modus, geactiveerd bij ongeveer 50 tpm (minder dan 70% van de kritische snelheid), stijgen de ballen minder op de wand. Bij het losmaken hebben ze de neiging om naar beneden te rollen in plaats van over het midden van de trommel te vliegen, wat resulteert in wrijving in plaats van impact.
Vulniveaus van Slijpende potten voor mechanochemische toepassingen
In de mechanochemie, met name bij planetaire Kogelmolens, wijkt de benadering van het vullen van kogels af van de conventionele eenderde regel (1/3 kogels, 1/3 monster, 1/3 lege ruimte), vanwege de frequente behoefte aan hoge versnelling en de incidentele schaarste aan monstermateriaal (educten). De focus verschuift naar het gebruik van een specifieke massaverhouding, wat rekening houdt met de reactanthoeveelheid en een duidelijke beslissing over de toe te passen massaverhouding. Daarnaast moet de grootte van de kogels worden bepaald (zie de sectie over mechanochemieprincipes) om de vereiste hoeveelheid kogels te berekenen, met behulp van hun soortelijk gewicht, dat varieert met de grootte en het materiaal.
Zodra het aantal kogels is vastgesteld, wordt de vereiste Slijp potgrootte duidelijk. Gezien het feit dat de monsterhoeveelheid in de potten meestal erg klein is, is er een groter risico op beschadiging van zowel de kogels als de potten dan bij het naleven van de traditionele eenderde regel.
Een massaverhouding (g/g) van 1:10 wordt vaak gebruikt, maar 1:5 of 1:15 zijn ook mogelijk. Dit betekent dat wanneer 15 g educten worden gebruikt, er 150 g kogels nodig zijn.
- 150 g = 20 x 10 mm hardmetalen kogels van 7,75 g per stuk.
- Voor 20 x 10 mm ballen is een minimum potvolume van 50 ml vereist, beter zelfs 80 ml (zie aanbevolen potvullingen op productpagina's van planetaire Kogelmolens).
- 150 g = 5 x 15 mm wolfraamcarbide kogels van 26,2 g elk vereisen een minimum potvolume van 125 ml.
- 150 g = 11 x 15 mm roestvrijstalen balletjes van 13,9 g elk vereisen een minimum potvolume van 125 ml.
| Maalbeker nominaal volume |
Monsterhoeveelheid | Max. invoergrootte | Ø 5 mm* | Ø 7 mm* | Ø 10 mm* | Ø 15 mm* | Ø 20 mm* | Ø 30 mm* |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12 ml | tot ≤ 5 ml | < 1 mm | 50 | 15 | 5 | - | - | - |
| 25 ml | tot ≤ 10 ml | < 1 mm | 95 – 100 | 25 – 30 | 10 | - | - | - |
| 50 ml | 5 – 20 ml | < 3 mm | 200 | 50 – 70 | 20 | 7 | 3 – 4 | - |
| 80 ml | 10 – 35 ml | < 4 mm | 250 – 330 | 70 – 120 | 30 – 40 | 12 | 5 | - |
| 125 ml | 15 – 50 ml | < 4 mm | 500 | 110 – 180 | 50 – 60 | 18 | 7 | - |
| 250 ml | 25 – 120 ml | < 6 mm | 1100 – 1200 | 220 – 350 | 100 – 120 | 35 – 45 | 15 | 5 |
| 500 ml | 75 – 220 ml | < 10 mm | 2000 | 440 – 700 | 200 – 230 | 70 | 25 | 8 |
*Aanbevolen kogelvulling (aantal)
De tabel geeft de aanbevolen ladingen (in stukjes) van Slijpende kogels van verschillende grootte weer in verhouding tot het volume van de Slijpende pot, de hoeveelheid monsters en de maximale voergrootte.
Mechanokatalyse met mengmolens
Aldehyden zijn essentiële verbindingen in de chemische industrie, onmisbaar om geneesmiddelen, vitaminen en geurstoffen te produceren. De uitdaging ligt in het selectief oxideren van alcoholen tot aldehyden zonder ongewenste bijproducten zoals carbonzuren en esters te produceren. Veel traditionele methoden leiden tot overoxidatie en vereisen het gebruik van oplosmiddelen en milieuschadelijke Chemicaliën, die niet alleen gevaarlijk afval genereren, maar ook aanzienlijke gezondheidsrisico's voor gebruikers vormen. Vaak zijn hoge temperaturen en druk nodig, die gevoelige substraten kunnen ontbinden.
De mechano-katalytische omzetting van alcoholen in aldehyden is aangetoond aan de Ruhruniversiteit Bochum en de resultaten zijn gepubliceerd [6]. De reactie vindt plaats op het gouden oppervlak van een gecoate 25 ml Slijpen in de MM 500 vario binnen 3 uur bij 35 Hz. De goudlaag van de Slijpen is slechts 1 nanometer dik en kan meerdere keren worden hergebruikt. Deze katalytische reactie vindt direct plaats in de kogelmolen, zonder schadelijke oplosmiddelen en onder milde omstandigheden, waardoor de integriteit van de substraten behouden blijft. De opbrengst van aldehyden was hoger met de mechano-katalytische benadering en er werden minder bijproducten gevormd, in vergelijking met de klassieke methode. Bij 35 Hz werden hogere opbrengsten waargenomen dan bij 30 Hz.
In-situ monitoring van mechanische chemische synthesereacties (MSR)
Het bewaken van de twee variabelen "druk" en "temperatuur" levert waardevolle informatie op over wat er in de Slijp pot gebeurt. Het GrindControl systeem van RETSCH wordt gebruikt om colloïdale of langdurige Slijp processen te controleren, of om materiaalsyntheses zoals mechanische legering of andere mechanochemische processen succesvol uit te voeren. Het GrindControl systeem is beschikbaar voor de Planetaire Kogelmolens PM 100, PM 300 en PM 400, voor de Mixermolens MM 500 nano en MM 500 control en ook voor de High-Energy Kogelmolen Emax. Het bevat hardware voor druk- en temperatuurmeting plus analysesoftware.
Een mechanochemische synthese werd uitgevoerd in een Kogeltrilmolen MM 500 nano, met behulp van een 125 ml roestvrijstalen Slijp pot, uitgerust met GrindControl voor gas- en drukbewaking. De elementaire voorlopers werden samen met 32 x 10 mm roestvrijstalen kogels in de pot geïntroduceerd. De reactie werd uitgevoerd onder luchtatmosfeer, bij 20 Hz. Het maalproces werd gestopt toen een plotselinge verandering in de temperatuur en druk de succesvolle voltooiing van de MSR aangaf.
De mechanisch geïnduceerde zelfvoortplantende reactiegebeurtenis in de synthese werd bewaakt met behulp van het GrindControl systeem. Na 20 seconden frezen vond een explosie plaats, wat leidde tot een drukverhoging van 0 tot 730 mbar en tot een temperatuurstijging. In deze toepassing kon GrindControl het ontstekingstijdstip tijdens de synthese nauwkeurig observeren, de enige parameter die van belang was voor de reactie. [7]
Chemistry in the Mill: Teflon Recycling (PTFE) Using Mechanical Energy
Mechanochemical Recycling of PTFE (Teflon)
Mechanochemistry not only enables new synthetic pathways but also opens up innovative approaches for recycling processes involving materials that are difficult to degrade. A recent example from research shows that even the extremely stable polymer polytetrafluoroethylene (PTFE), better known as Teflon, can be degraded mechanochemically. A decisive factor is continuous mechanical stress: During grinding with the RETSCH MM 400, the reacted surface is constantly removed, exposing new surface area. This allows the reaction to proceed until a large portion of the polymer has been converted. In the study, up to 98% of the PTFE was converted into sodium fluoride and elemental carbon.
The resulting products can then be further utilized, for example as raw materials for battery materials or as fluorine-containing building blocks for pharmaceutical and agrochemical applications.
Image on the right: Dr. Erli Lu and Dr. Dominik Kubicki with the Mixer Mill MM 400, which was used to decompose PFAs. [15]
The renowned science program “Forschung aktuell” on Deutschlandfunk radio presented this research approach and its significance for future recycling technologies.
audio
Aeration lids from RETSCH
Aeration lids have been engineered to improve both the efficiency and safety of grinding processes in laboratory environments. They are especially beneficial when working with materials that require a controlled atmosphere—such as during wet grinding or when handling reactive substances. In such cases, the internal atmosphere, including oxygen, can be replaced by flushing the jar with an inert gas like nitrogen.
These lids also enable the introduction of gases directly into the grinding jar, which is essential for certain chemical reactions or for maintaining an inert environment. The jars can be pressurized up to 5 bar, which may help facilitate the incorporation of gas molecules into the reaction during milling.
Additionally, aeration lids allow the grinding jar to be connected directly to an analyzer—either after operation in a planetary ball mill (or in the Emax) or even during operation in the MM 500 nano or MM 500 control. This setup makes it easy to analyze gases released during grinding processes or generated by chemical reactions. The lids are equipped with inlays made from various materials—such as stainless steel, zirconium oxide, and tungsten carbide—allowing the same lid to be used with different jar types.
Reproduceerbaarheid van mechanochemische reacties in de Kogeltrilmolen MM 400
Reproduceerbaarheid is een fundamenteel principe van wetenschappelijk onderzoek en is essentieel voor het waarborgen van de geloofwaardigheid en betrouwbaarheid van wetenschappelijke bevindingen. De Kogeltrilmolen MM 400 werd getest met betrekking tot de reproduceerbaarheid binnen een mechanochemische reactie, en het kon worden bewezen dat hij uitstekende reproduceerbaarheid biedt tijdens meerdere herhalingen, voor beide klemposities, en ook tussen verschillende apparaten. [8]
Kleine variaties van de frequentie van 30 Hz tot 29 Hz of 28 Hz hebben een invloed op de opbrengst van de reactie. Het is van fundamenteel belang dat de Kogeltrilmolen een ingestelde waarde handhaaft, bijvoorbeeld 30 Hz, en er niet van afwijkt. Een premisse die wordt vervuld door de MM 400 die wordt geleverd met een kalibratiecertificaat.
De mechanochemische reactie γ-Al2O3 + ZnO -> ZnAl2/sub>O4 werd gedurende 30 minuten uitgevoerd met behulp van 25 ml Slijpende potten, 2 x 15 mm Slijpende kogels, bijv. 28 Hz, 29 Hz en 30 keer in een rij. De vergelijking tussen de linker- en rechterklem toonde ook zeer reproduceerbare resultaten tussen de 5 proeven.
XRD patronen na de mechanochemische reactie γ-Al2O3 + ZnO -> ZnAl2O4:
Links: Slijpen bij 28 Hz, 29 Hz en 30 Hz, resultaten na 5e reactie.
Midden: Vergelijking links en rechts Slijpen station bij 28 Hz 5e reactie elk.
Rechts: Reactie 1 tot 5 bij 30 Hz, rechts Slijpen station. Resultaten gepresenteerd door de groep van Claudia Weidenthaler. [8]
De experimenten werden herhaald met behulp van een ander MM 400 apparaat om de resultaten tussen de twee frezen te vergelijken.Opnieuw werd de uitstekende reproduceerbaarheid geverifieerd voor de 5 tests die werden uitgevoerd bij 30 Hz, voor zowel links als rechts Slijpend station.
Contacteer ons voor een vrijblijvend advies
Onze eigen vestigingen, samen met een breed netwerk van zusterbedrijven en vertegenwoordigingen in meer dan 80 landen garanderen optimale en professionele ondersteuning over producten en toepassingen.
Kies uw land op de kaart, om uw lokale partner te vinden of vul simpelweg onderstaand contactformulier in.
Krijg meer inzichten met onze whitepapers en artikelen
From Screening to upscaling - Solutions for CO-Grinding
Different crystalline forms of a drug, known as polymorphs play a crucial role in the pharmaceutical industry, as they can significantly impact the physical and chemical properties of a drug, such as solubility, stability, and bioavailability, These polymorphs can exhibit varying characteristics, which can influence the drug's performance and effectiveness. Polymorph screening is an essential process in drug development, as it helps identify stable forms of a drug with desirable properties, ultimately improving drug formulation and performance.
Green Cement - How Ball Milling Activates Clay for A Sustainable Future
The construction industry is rapidly evolving to meet the demands of sustainability, and green cement is at the forefront of this transformation. Traditional cement production is one of the largest sources of CO₂ emissions, mainly due to the energyintensive process of heating limestone and burning fossil fuels. Green cement tackles this issue by incorporating Supplementary Cementitious Materials (SCMs), such as activated clays, fly ash, and slag, which replace part of the conventional clinker - the primary source of emissions in cement. Activated clays are especially promising: they are abundant, locally available, and, when properly processed, can significantly reduce the carbon footprint of cement production.
Mechanical Alloying with High-Energy Ball Mills
The traditional way to produce alloys such as stainless steel is to fuse the components at very high temperatures. If only small quantities are required, or if melting cannot fuse the alloys, mechanical alloying is an alternative. One approach to this application is to use ball mills like the High-Energy Ball Mill Emax.
Mechanochemistry: Preparation of Graphite for Adsorbing Hydrocarbons
Oil spills in the sea represent a serious threat to aquatic systems, affecting marine life, contaminating shores, and disrupting ecological balances. Therefore, it is essential to develop effective solutions to mitigate this problem. In this video, we will explore an innovative alternative for the preparation of expanded graphite, a material with a high capacity for adsorbing hydrocarbons in water.
Mechanochemistry: Working Toward a Sustainable Future
In the light of sustainability and Green Chemistry, mechanochemistry offers fast reactions in a solvent-free environment. Mass productivities often exceed the solvent-based reaction equivalents, and the work-up procedures are generally easier. Beside thermal, electrochemical and photochemical energy supply, a less known form of mechanochemistry is based on energy input by impact and shearing forces; typically ball mills are used to conduct those reactions. This article gives examples how mixer mills and planetary ball mills are successfully used to conduct mechanochemical processes.
Real-time tracking of mechanochemical reaction dynamics
Mechanochemical synthesis is an innovative method used to produce new materials and phases by initiating chemical reactions through the application of mechanical energy, resulting in unique properties and structures. One example of this is the mechanochemically induced self-propagating reaction (MSR). In an MSR, the reaction - once initiated - releases heat and rapidly spreads through the material in an exothermic process. Monitoring temperature and pressure during such reactions provides valuable insights into their initiation and progression.
Reproducibility of Mechanochemical Reactions in the Mixer Mill MM 400
Reliable results can only be obtained with reliable instruments. The Mixer Mill MM 400 is known for its ease of use and fast grinding in terms of sample preparation prior to quality analysis. Conducting various mechanochemical reactions we have proven that the MM 400 provides reproducible results for both grinding stations with minimal standard deviations between different processes. This is due to the consistent frequency which is stable and reproducible in processes over time. It could also be demonstrated that results obtained with different MM 400 devices are also reproducible.
Referenties
[1] Wilm Pickhardt, Claudio Beakovic, Maike Mayer, Maximilian Wohlgemuth, Fabien Joel Leon Kraus, Martin Etter, Sven Grätz en Lars Borchardt: De directe Mechanokatalytische Suzuki-Miyaura Reactie van kleine organische moleculen. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202205003.
[2] Ma, X., Yuan, W., Bell, S.E., & James, S. L. (2014). Beter begrip van mechanochemische reacties: Raman monitoring onthult verrassend eenvoudig 'pseudofluïde' model voor een kogelfreesreactie. Chemische Communicatie, 50(13), 1585-1587.
[3] Reactieschema en prestaties van de experimenten: Dr. Sven Grätz, Ruhr-University Bochum, Faculteit Chemie en Biochemie, AG Prof. Borchardt.
[4] Reactieschema en prestaties van de experimenten: Prof. Andrea Porcheddu, Universiteit van Cagliari, Afdeling Chemische en Geologische Wetenschappen (Italië).
/> /br />
/> 5] Reactieschema en prestaties van de experimenten:
[9] Reaction scheme and performance of the experiments: Dominik Al-Sabbagh, Chemistry Laboratory Technician, Division 6.3 – Structure Analysis, Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Berlin.
[10] Kapish Gobindlal, Zoran Zujovic, Jacob Jaine, Cameron C. Weber, Jonathan Sperry; Solvent-free ambient temperature and pressure destruction-of PFSAs under MCD presents a detailed study on the mechanochemical destruction (MCD) of perfluorosulfonic acids (PFSAs), Environmental Science & Technology 2023, DOI: 10.1021/acs.est.2c06673.
[11] Recording of the video and performance of the experiments: Imelda Octa Tampubolon (PhD. student) and Matej Baláž (leading researcher, both Institute of Geotechnics, Slovak Academy of Sciences) and Tomislav Stolar (post-doctoral researcher, Division 6.3 – Structure Analysis, Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Berlin). The experiment was performed at BAM.
[12] Maximilian Wohlgemuth, Sarah Schmidt, Lars Beißel and Lars Borchardt; Ligand-free reductive amination via Pd-coated mechanocatalysis. The Royal Society of Chemistry 2025, DOI: 10.1039/d5cc04707b.
[13] Adrian H. Hergesell, Claire L. Seitzinger, Justin Burg, Renate J. Baarslag and Ina Vollmer; Influence of ball milling parameters on the mechano-chemical conversion of polyolefins. The Royal Society of Chemistry 2025, DOI: 10.1039/d4mr00098f
[14] Tatsiana Nikonovich, Yao Yu, Mikko Korkiakoski, Chengji Yang, Iris Seitz, Daniel Langerreiter, Mauri A. Kostiainen, Eduardo Anaya-Plaza, and Sandra Kaabel; Solid-State Synthesis of Cationic Cellulose Fibers from Low-Processed Cotton for Efficient Virus Capture; ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2025 13 (42), DOI: 10.1021/acssuschemeng.5c07884[15] With permission of Dr Erli Lu, Associate Professor in Mechanochemistry & Sustainable Synthesis School of Chemistry, University of Birmingham