VTT Technical Research Center of Finland Ltd ha desarrollado un nuevo, método rentable para producir varios tipos de nanopartículas metálicas. Las nanopartículas se pueden utilizar en aplicaciones como tintas conductoras y magnéticas, diagnóstico médico y dosificación de fármacos, Adaptación de las propiedades eléctricas y magnéticas de los polímeros y la tecnología energética. VTT busca una parte interesada en comercializar la técnica.
El reactor de tecnología de aerosol de VTT para la producción de nanopartículas puede generar una variedad de partículas de metal puro, partículas de diversas aleaciones y partículas recubiertas de carbono. El reactor puede producir de manera eficiente cientos de gramos o incluso kilogramos de nanopartículas por día.
"La demanda ha superado a la oferta en los mercados de nanopartículas. Esto ha sido un obstáculo para el desarrollo de aplicaciones de productos; los compuestos de nano-metales son escasos y, a menudo, solo están disponibles en pequeñas cantidades. Queríamos demostrar que era posible producir nanomateriales en cantidades considerables rentable, "comenta Ari Auvinen de VTT, jefe del equipo de investigación.
Al desarrollar el reactor, el objetivo era lograr una cifra de producción de 200-3, 000 gramos por día. Esto ya se ha superado claramente. Debido al desperdicio de material extremadamente pequeño que se produce al utilizar este equipo, La producción por control remoto se puede mantener durante varios días. En la mayoría de los casos, La producción industrial de nanopartículas metálicas implica la reducción química en soluciones líquidas. lo que requiere el diseño de soluciones específicas de producto. Síntesis de plasma, que consume grandes cantidades de energía e implica un importante desperdicio de material, es otro método generalmente utilizado.
En el diseño del reactor desarrollado por VTT, la escalabilidad y la rentabilidad del proceso de síntesis fueron criterios clave. Por esta razón, La síntesis se realiza bajo presión de aire a una temperatura comparativamente baja. Esto significa que el equipo puede construirse con materiales comúnmente utilizados en la industria y el consumo de energía es bajo. El proceso genera una concentración de partículas extremadamente alta, permitiendo una alta velocidad de producción pero con un bajo consumo de gas. Además, incluso las sales metálicas impuras se pueden utilizar como materia prima, que mantiene el precio bajo.
VTT ha demostrado la funcionalidad práctica de su reactor probando la producción de varios nanometales, compuestos metálicos y materiales recubiertos de carbono. Materiales como imanes recubiertos de carbono, que se pueden utilizar como catalizadores en biorrefinerías, por ejemplo, en la producción de biocombustibles - se han producido en el reactor. Después de la síntesis, Los imanes utilizados como catalizadores se pueden recolectar y reciclar de manera eficiente en el proceso.
Las nanopartículas también se han probado en la fabricación de tintas magnéticas y tintas que conducen la electricidad en la electrónica impresa. Por ejemplo, VTT logró utilizar una tinta permalloy para imprimir un material magnéticamente anisotrópico, que se puede utilizar en la fabricación de sensores de campo magnético.
La tercera prueba de aplicación de VTT implicó la prevención de la reflexión de microondas. Las pruebas mostraron que la reflexión se puede reducir incluso en 10, 000 veces en polímeros, mediante la adición de partículas que aumentan la atenuación de las ondas de radar.
Los investigadores de VTT creen que el reactor tiene muchas aplicaciones además de las ya mencionadas. Las nanopartículas de silicio que produce pueden incluso permitir que la capacidad de la batería de litio se incremente en un factor de 10. Otras posibles aplicaciones, todos los cuales requieren más investigación, incluir polímeros de alta permeabilidad, nanoimanes para aplicaciones de diagnóstico médico, materiales para la impresión 3D de artículos metálicos, y materiales a base de silicio para componentes termoeléctricos y de energía solar.
