《結晶和反應結晶過程的介尺度機理研究和模擬調控》是依託華南理工大學，由王學重擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：結晶和反應結晶過程的介尺度機理研究和模擬調控
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：王學重
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
結晶包括反應結晶廣泛套用於醫藥、生物醫藥、燃料和能源、催化劑、食品和精細化工等高附加值材料的生產。溶液結晶包括分子在溶液中的自組合聚集→穩定簇團(不穩定簇團解體)→納米級的晶核→晶體生長→晶體產品等階段。項目的目的是以結晶和反應結晶作為一個共性過程，研究其介尺度機理和模擬測量控制。.(1) 研究在原理上認知從分子動力學尺度到晶核尺度的新模型和測量技術，建立新分子動力學模型實現準確預測晶核數量、尺寸、晶型和形貌的模型；實現該模型與過程尺度的晶體生長粒數衡算模型的集成。.(2) 研發直接測量晶體各面生長動力學的儀器。提出研究一個新理論描述晶體的生長-即晶體生長的相非平衡模型，以取代傳統的基於過飽和度的模型。該相非平衡晶體生長理論將基於晶面傳質和界面動力學。.(3) 集成介尺度模型，套用於有代表性的兩個工業結晶過程的實例。
結題摘要
結晶包括反應結晶廣泛套用於醫藥、生物醫藥、燃料和能源、催化劑、食品和精細化工等高附加值材料的生產。溶液結晶包括分子在溶液中的自組合聚集→穩定簇團(不穩定簇團解體)→納米級的晶核→晶體生長→晶體產品等階段。項目以結晶和反應結晶作為一個共性過程，研究其介尺度機理和模擬測量控制。研究主要針對結晶過程中的兩個關鍵介尺度：分子到晶核尺度和晶核/晶體尺度到結晶反應器尺度，分別從測量和模擬兩個方面開展研究，最後集成測量和模擬技術套用於實際結晶過程中。 在成核和生長機理研究方面，以尼泊金甲酯（MP）、撲熱息痛（APRP）為模型物，進行了添加劑對晶體生長/成核的誘導機理研究；開發了成核速率及晶核尺寸分布的測量技術；基於三維成像系統及圖像處理，實現了對動態結晶過程的晶體形貌的線上測量和實時三維形貌重構。 在結晶過程模擬方面，在單個晶體、晶體群體、結晶器尺度上，分別建立了晶體生長的多組分非平衡級模型、考慮成核、破碎、聚集和多組分的基於基於晶型的粒數衡算（MPB）模型，以及多相CFD-Micromixing-PBE耦合模型，實現了結晶過程多個尺度的模擬。 最後，基於以上成果，開展了工業化合物的結晶機理和工業放大研究以及藥物多晶型調控和製備研究。 項目研究期間已發表SCI論文27篇，申請專利9項（其中4項授權），培養博士後4人，引進副教授一人，培養博士研究生10人，培養碩士研究生14人，其中畢業8人。已達到項目計畫中設定的各項指標。
