3D打印儲集(ji)巖復制品

壹(yi)、概述

哈利(li)法大學(xue)（Khalifa University）的張(zhang)鐵(tie)軍(jun)團隊(dui)開(kai)發(fa)了(le)壹(yi)種(zhong)3D打印儲集(ji)巖復制品的新(xin)方法，這(zhe)些3D打印儲集(ji)巖復制品有著復雜的多(duo)孔結(jie)構(gou)並模(mo)擬碳(tan)酸(suan)鹽(yan)巖的自然結(jie)構(gou)。3D打印儲集(ji)巖復制品是透(tou)明的，這(zhe)樣就(jiu)允許(xu)研究人(ren)員精(jing)確的成(cheng)像(xiang)流體(ti)如何(he)流經巖石的超(chao)微(wei)細(xi)孔徑，這(zhe)些信息有助於制定有效的策(ce)略，如碳(tan)氫化合(he)物(wu)和(he)地熱(re)能(neng)的提(ti)取、碳封(feng)存(cun)，甚至(zhi)在(zai)行星(xing)勘測期(qi)間(jian)在(zai)行(xing)星(xing)地面(mian)提(ti)取冰和(he)水。

該(gai)團隊(dui)制備(bei)的3D打印儲集(ji)巖復制品可以作為(wei)壹種“巖石上(shang)的芯(xin)片”，用作分(fen)析各(ge)種(zhong)流體(ti)如何(he)流經孔隙，這(zhe)樣就(jiu)可以(yi)更(geng)環保(bao)和(he)更(geng)具成本(ben)效益(yi)的從(cong)油(you)田中(zhong)提(ti)取更(geng)多(duo)碳氫(qing)化(hua)合(he)物(wu)。他們(men)的技(ji)術便於(yu)定制測試、觀察(cha)和(he)分析流體(ti)，還(hai)能夠使(shi)各(ge)個領域(yu)的研(yan)究人(ren)員更(geng)容易運(yun)用(yong)微(wei)流控技(ji)術並加(jia)速生物、軟機(ji)器人(ren)、航空(kong)航天(tian)和(he)其它新興(xing)領域(yu)的創(chuang)新(xin)。

二(er)、步驟

透(tou)明“巖石”制造(zao)方法包括(kuo)三(san)個主要步驟：（1）使(shi)用(yong)無(wu)顆(ke)粒(li)樹(shu)脂（HDDA）的3D微(wei)模(mo)型打印；（2）微(wei)模(mo)型內腔(qiang)塗覆(fu)方解(jie)石(shi)納(na)米(mi)顆粒(li)（CalNPs）種晶(jing)；（3）微(wei)模(mo)型內方解(jie)石(shi)納(na)米(mi)/微(wei)蒙(meng)脫(tuo)石晶(jing)體(ti)的原(yuan)位(wei)生(sheng)長。在微(wei)模(mo)型打印中，使(shi)用(yong)無(wu)顆(ke)粒(li)樹(shu)脂可(ke)以(yi)避免光(guang)聚合(he)中(zhong)光(guang)的散(san)射，從(cong)而可以創(chuang)建輪(lun)廓分明的特(te)征(zheng)細(xi)節。第二(er)步塗覆(fu)納米(mi)顆粒(li)的種(zhong)晶(jing)層（例(li)如方解(jie)石(shi)納(na)米(mi)顆粒(li)或其(qi)它合(he)適(shi)的納(na)米(mi)顆粒(li)）可以(yi)加速隨後的礦(kuang)物納米/微(wei)晶(jing)的均(jun)勻生(sheng)長(chang)。

三(san)、如何(he)使(shi)用(yong)3D打印機(ji)

3D打印機(ji)用於(yu)構建3D多(duo)孔巖石框(kuang)架(jia)，模(mo)擬天(tian)然(ran)儲層巖石內的孔喉結(jie)構(gou)。逐層打印過程(cheng)是基於真實巖石的micro-CT圖(tu)像(xiang)的層(ceng)層(ceng)疊加。

摩方精(jing)密（BMF）的3D打印機(ji)可以(yi)創(chuang)建分(fen)辨率(lv)高(gao)達(da)2μm的特(te)征(zheng)尺寸(cun)，可(ke)與(yu)大多(duo)數(shu)含(han)油(you)儲集巖孔徑相媲(pi)美。