Microscale insights into enzyme-induced carbonate precipitation in rock-based microfluidic chips

微尺度化学 碳酸盐 微流控 降水 材料科学 纳米技术 地质学 化学工程 化学 冶金 工程类 地理 气象学 数学 数学教育
作者
Yang Xiao,Chang Zhao,Hao Cui,Yanbo Chen,Bingyang Wu,Hanlong Liu
出处
期刊:Geotechnique [Thomas Telford Ltd.]
卷期号:75 (7): 846-857 被引量:15
标识
DOI:10.1680/jgeot.24.01104
摘要

Biomineralisation technology shows promise for sealing subsurface fractures, but understanding its microscale mechanisms in real rock fractures remains incomplete. In this study, a microfluidic chip incorporating real rock slices was utilised to conduct enzymatically induced carbonate precipitation (EICP) experiments using a one-phase continuous injection strategy. Real-time observations revealed grey flocs forming and clustering into aggregates susceptible to transport by flow. Calcium carbonate (CaCO 3 ) crystals that formed on rock and polydimethylsiloxane surfaces effectively filled and bridged fractures, leading to a significant pressure drop. Rough surfaces can provide additional sites for solute attachment and heterogeneous nucleation of calcium carbonate. High velocities and small apertures generally promoted floc formation and reduced crystal growth. Precipitation content gradually increased with a decreasing rate. Lower estimated precipitation efficiency was obtained in smaller, high-flow fractures. Precipitates on rock interfaces induced eddies and significant pressure drops within narrow pore throats. Crystal growth displayed a two-stage development: an initial increase followed by a decrease, varying across different facets (the surfaces or orientations of the growing crystals). Growth competition will occur when two or more neighbouring crystals come into contact with diverse grain orientations. The findings provide valuable microscale insights into microscale processes governing EICP within real rock fractures, contributing to evaluation of its efficacy in subsurface fracture sealing applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
闲登小阁读新晴完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
九零后无心完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Cml发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
qqqqaq发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小凉发布了新的文献求助10
4秒前
放野发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小高发布了新的文献求助10
4秒前
lvlv@nmsl发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
派大星发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
善良的豆芽完成签到,获得积分10
6秒前
花卷发布了新的文献求助20
6秒前
橓厉发布了新的文献求助10
6秒前
dj发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Matt发布了新的文献求助10
7秒前
香蕉觅云应助aaaaazhou采纳,获得10
7秒前
7秒前
Wsyyy发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
Rtian完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
小远远应助机智的板栗采纳,获得10
8秒前
王俊发布了新的文献求助10
9秒前
张贵川完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
沉静盼山发布了新的文献求助10
10秒前
NexusExplorer应助闪亮的屁灯采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
shadow发布了新的文献求助200
11秒前
sry完成签到,获得积分10
12秒前
研友_nd7wBL发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1400
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5513050
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4607382
关于积分的说明 14504952
捐赠科研通 4542911
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2489237
邀请新用户注册赠送积分活动 1471256
关于科研通互助平台的介绍 1443307