VTT skaber en effektiv metode til fremstilling af metalliske nanopartikler

VTT Technical Research Center of Finland Ltd har udviklet en ny, omkostningseffektiv metode til fremstilling af forskellige typer metalliske nanopartikler. Nanopartikler kan bruges i applikationer såsom ledende og magnetiske blæk, medicinsk diagnostik og lægemiddeldosering, skræddersy de elektriske og magnetiske egenskaber ved polymerer og energiteknologi. VTT søger en part, der er interesseret i at kommercialisere teknikken.

VTTs aerosolteknologiske reaktor til nanopartikelproduktion kan generere en række forskellige rene metalpartikler, partikler af forskellige legeringer og carbonbelagte partikler. Reaktoren kan effektivt producere hundredvis af gram eller endda kilo nanopartikler om dagen.

"Efterspørgslen har overskredet udbuddet på nanopartikelmarkederne. Dette har været en hindring for udviklingen af ​​produktapplikationer. Nano-metal-kompositter er knappe og findes ofte kun i små mængder. Vi ville demonstrere, at det var muligt at producere nanomaterialer i betydelige mængder omkostningseffektivt, "kommenterer Ari Auvinen fra VTT, leder af forskerholdet.

Når reaktoren udvikles, målet var at opnå et produktionstal på 200-3, 000 gram om dagen. Dette er allerede klart overskredet. På grund af det ekstremt lille materialespild, der opstår ved brug af dette udstyr, fjernbetjeningsproduktion kan opretholdes i flere dage. I de fleste tilfælde, industriel produktion af metalliske nanopartikler involverer kemisk reduktion i flydende opløsninger, hvilket kræver design af produktspecifikke løsninger. Plasma syntese, som forbruger store mængder energi og involverer betydeligt materialespild, er en anden almindeligt anvendt metode.

I designet af reaktoren udviklet af VTT, skalerbarheden og omkostningseffektiviteten af ​​synteseprocessen var nøglekriterier. Af denne grund, syntese udføres under lufttryk ved en forholdsvis lav temperatur. Det betyder, at udstyret kan bygges af materialer, der normalt bruges i industrien, og energiforbruget er lavt. Processen genererer en ekstremt høj partikelkoncentration, muliggør en høj produktionshastighed, men med et lavt gasforbrug. Ud over, selv urene metalliske salte kan bruges som råmateriale, som holder prisen lav.

VTT har demonstreret den praktiske funktionalitet af sin reaktor ved at teste produktionen af ​​forskellige nanometaller, metalliske forbindelser og carbonbelagte materialer. Materialer såsom kulstofovertrukne magneter, som kan bruges som katalysatorer i bioraffinaderier - sig f.eks. ved produktion af biobrændstoffer - er blevet produceret i reaktoren. Efter syntesen, magneter, der bruges som katalysatorer, kan effektivt opsamles og genbruges i processen.

Nanopartikler er også blevet testet i fremstillingen af ​​magnetiske blæk og blæk, der leder elektricitet i trykt elektronik. For eksempel, Det lykkedes VTT at bruge en permalloyblæk til at printe et magnetisk anisotropisk materiale, som kan bruges til fremstilling af magnetfeltsensorer.

VTTs tredje applikationsforsøg involverede forebyggelse af mikrobølge refleksion. Testene viste, at refleksion kan reduceres med selv 10, 000 gange i polymerer, ved at tilføje partikler, der øger radarbølgedæmpningen.

VTTs forskere mener, at reaktoren har mange anvendelser ud over dem, der allerede er nævnt. De siliciumnanopartikler, den producerer, kan endda gøre det muligt at øge litiumbatterikapaciteten med en faktor 10. Andre mulige applikationer, som alle kræver yderligere undersøgelse, indbefatte polymerer med høj permeabilitet, nanomagneter til medicinske diagnostiske applikationer, materialer til 3D -print af metalartikler, og siliciumbaserede materialer til termoelektriske og solenergikomponenter.