Los ingenieros de la Universidad Estatal de Oregón han demostrado con éxito que un reactor de flujo continuo puede producir nanopartículas de alta calidad mediante el uso de calentamiento asistido por microondas, esencialmente las mismas fuerzas que calientan los alimentos sobrantes con tal eficiencia.

En lugar de calentar la pizza de ayer, sin embargo, este concepto puede suponer una revolución tecnológica.

Podría cambiar todo, desde la producción de teléfonos móviles y televisores hasta dinero a prueba de falsificaciones, sistemas mejorados de energía solar o identificación rápida de tropas en combate.

Los resultados, publicado recientemente en Materiales Cartas , son esencialmente una "prueba de concepto" de que un nuevo tipo de sistema de producción de nanopartículas debería funcionar realmente a nivel comercial.

"Este podría ser el gran paso que lleve los reactores de flujo continuo a la fabricación a gran escala, "dijo Greg Herman, profesor asociado e ingeniero químico en la Facultad de Ingeniería de OSU. "Estamos muy entusiasmados con las oportunidades que brindará esta nueva tecnología".

Las nanopartículas son partículas extraordinariamente pequeñas a la vanguardia de los avances en muchos campos biomédicos, campos ópticos y electrónicos, pero se necesita un control preciso de su formación y la "inyección en caliente" u otros enfoques sintéticos existentes son lentos, costoso, a veces tóxico y, a menudo, derrochador.

Un sistema de "flujo continuo", por el contrario, es como un reactor químico que se mueve constantemente. Puede ser rapido barato, más eficiente energéticamente, y ofrecen un menor costo de fabricación. Sin embargo, el calentamiento es necesario en una parte del proceso, y en el pasado era mejor hacerlo solo en reactores pequeños.

La nueva investigación ha demostrado que el calentamiento por microondas se puede realizar en sistemas más grandes a altas velocidades. Y variando la potencia de microondas, puede controlar con precisión la temperatura de nucleación y el tamaño y la forma de las partículas resultantes.

"Para las aplicaciones que tenemos en mente, el control de la uniformidad y el tamaño de las partículas es crucial, y también podemos reducir el desperdicio de material, ", Dijo Herman." La combinación de flujo continuo con calentamiento por microondas podría darnos lo mejor de ambos mundos:grande, reactores rápidos con tamaño de partícula perfectamente controlado ".

Los investigadores dijeron que esto debería ahorrar dinero y crear tecnologías que funcionen mejor. La iluminación LED mejorada es una posibilidad, así como mejores televisores con colores más precisos. Un uso más amplio de la iluminación de estado sólido podría reducir el uso de energía para la iluminación en casi un 50 por ciento a nivel nacional. Los teléfonos móviles y otros dispositivos electrónicos portátiles podrían consumir menos energía y durar más con una carga.

La tecnología también se presta bien a la creación de mejores "etiquetadores, "o compuestos con emisiones infrarrojas específicas que se pueden utilizar para identificación instantánea, ya sea de un billete de $ 20 falsificado o de un tanque enemigo en combate que carece de la codificación adecuada.

En este estudio, los investigadores trabajaron con nanopartículas de seleniuro de plomo, que son particularmente buenos para las tecnologías etiquetadas. Se pueden sintetizar otros materiales usando este reactor para diferentes aplicaciones, incluyendo sulfuro de cobre, zinc y estaño y diselenuro de cobre e indio para celdas solares.

Nuevos empleos y negocios en Oregon ya están evolucionando a partir de este trabajo.

Los investigadores de OSU han solicitado una patente sobre aspectos de esta tecnología, y estamos trabajando con la industria privada en varias aplicaciones. Materiales electrónicos Shoei, uno de los colaboradores, está persiguiendo sistemas de "puntos cuánticos" basados ​​en este enfoque, y abrió recientemente nuevas instalaciones de fabricación en Eugene, Mineral., utilizar este enfoque sintético para televisores habilitados para puntos cuánticos, teléfonos inteligentes y otros dispositivos.