科学家3D打印智能岩石研究地下液体和气体的运动

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为了在对地下油田进行石油和天然气的安全开采的同时确保水、粮食和能源的供应，我们就需要更好地了解地表下面复杂的岩石层。尤其是，这包括如何让液体和气体穿过它们，如何捕获可被存储在地下的二氧化碳等。不幸的是，地下物质环境根据岩石种类、温度和压力的不同变化很大。除了这些复杂的外部环境之外，在实验室条件下，进行孔隙水平的直接观察也几乎是不可能的。
根据Mercedes Maroto-Valer教授的说法，这中间的问题在于岩石无法告诉我们它们身上发生了什么。Maroto-Valer是Heriot-Watt大学可持续能源工程Robert M Buchan教席教授。然而如今Maroto-Valer教授及其研究团队认为他们已经找到了一种方法与这些地下的岩石沟通。其实办法很简单，就是制造一个能够与我们通信的岩石。这个项目还得到了欧洲研究理事会（ERC）Advanced Grant项目300万欧元的资金支持，使得他们能够继续开发自己的3D打印“智能岩石”，并借助它来看看地下深处到底发生了什么。

“虽然多年来广泛的研究工作已经使我们设想有些液体和气体在通过多孔岩石进行一种大规模的移动，但是我们一直没能理解这一过程是如何在很小尺度的孔隙上发生的，以及这一过程在不同类型的多孔岩石之间表现得有何不同。我们非常兴奋能够获得这一资金资助，它使我们能够在Heriot-Watt大学世界领先的石油工程与制造技术的基础上进行跨学科的创新。这将使我们能够解锁在多孔网络的反应运移、转化技术和环境工程应用中面临的工程研究挑战。”Maroto-Valer教授说。
Maroto-Valer和她的团队将使用一种3D打印技术制造出自己的多孔岩石，在这个岩石上将包括多个植入其中的微型传感器。据天工社了解，这些传感器能够直接向有关数据信息传输给研究团队，比如在地下深处关于液体和气体的一些详细信息等。该3D打印的智能岩石将能够在微观水平上提供关于地下条件和环境的信息，这是使用传统的实验室方法不可能实现的。
“通过3D打印我们自己的岩芯样品，我们可以决定自己到底希望研究什么样的岩石，当气体和液体穿过它们时，植入的微型传感器会实时、直接告诉我们。这种在如此微观的尺度下的最基本信息将大大帮助我们在更大尺度上对整个过程的理解，从而使我们能够最大限度地保证行业在开采石油的同时也能保护水资源的安全，以及存储捕获的二氧化碳。”Maroto-Valer补充说。
据悉，Maroto-Valer教授和她的团队获得的这笔资金来自于欧盟的科研创新计划 Horizon 2020，每年提交到该计划的科研申请多达1900多份，遍及各个科学领域。

（编译自3DPrint.com）来源：天工社