Fabricación de nanopartículas, la producción de unidades materiales de menos de 100 nanómetros de tamaño (100, 000 veces más pequeño que una canica), está demostrando el adagio de que "las cosas buenas vienen en paquetes pequeños". Las nanopartículas de ingeniería de hoy en día son componentes integrales de todo, desde los nanocristales de puntos cuánticos que colorean las brillantes pantallas de los televisores de última generación hasta los minúsculos trozos de plata que ayudan a los vendajes a proteger contra las infecciones. Sin embargo, Las empresas comerciales que buscan sacar provecho de estos pequeños bloques de construcción enfrentan problemas de control de calidad que, si no se trata, puede reducir la eficiencia, aumentar los costos de producción y limitar el impacto comercial de los productos que los incorporan.

Para ayudar a superar estos obstáculos, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y el Centro Mundial de Evaluación de Tecnología sin fines de lucro (WTEC) abogan por que los investigadores de nanopartículas, los fabricantes y administradores "conectan los puntos" al considerar sus desafíos compartidos de manera amplia y abordarlos de manera colectiva en lugar de individualmente. Esto incluye la transferencia de conocimientos entre disciplinas, coordinar acciones entre organizaciones y compartir recursos para facilitar soluciones.

Las recomendaciones se presentan en un nuevo artículo de la revista. Nano materiales aplicados por ACS .

"Analizamos el panorama general de la fabricación de nanopartículas para identificar problemas que son comunes para diferentes materiales, procesos y aplicaciones, "dijo el científico físico del NIST Samuel Stavis, autor principal del artículo. "Resolver estos problemas podría hacer avanzar a toda la empresa".

El nuevo documento proporciona un marco para comprender mejor estos problemas. Es la culminación de un estudio iniciado por un taller organizado por NIST que se centró en el desafío fundamental de reducir o mitigar la heterogeneidad, las variaciones inadvertidas en el tamaño de las nanopartículas, forma y otras características que se producen durante su fabricación.

"La heterogeneidad puede tener consecuencias importantes en la fabricación de nanopartículas, ", dijo el ingeniero químico del NIST y coautor Jeffrey Fagan.

En su papel los autores señalaron que las innovaciones más rentables en la fabricación de nanopartículas minimizan la heterogeneidad durante las primeras etapas de la operación, reduciendo la necesidad de procesamiento posterior. Esto disminuye el desperdicio, simplifica la caracterización y mejora la integración de nanopartículas en productos, todos los cuales ahorran dinero.

Los autores ilustraron el punto comparando la producción de nanopartículas de oro y nanotubos de carbono. Por el oro, ellos declararon, los costos iniciales de síntesis pueden ser altos, pero la similitud de las nanopartículas producidas requiere menos purificación y caracterización. Por lo tanto, se pueden convertir en una variedad de productos, como sensores, a costos relativamente bajos.

A diferencia de, los nanotubos de carbono más heterogéneos son menos costosos de sintetizar pero requieren más procesamiento para producir aquellos con propiedades deseadas. Los costos adicionales durante la fabricación hacen que los nanotubos solo sean prácticos para aplicaciones de alto valor, como dispositivos lógicos digitales.

"Aunque estas nanopartículas y sus productos finales son muy diferentes, las partes interesadas en su fabricación pueden aprender mucho de las mejores prácticas de los demás, ", dijo el científico de materiales del NIST y coautor J. Alexander Liddle." Al compartir conocimientos, podrían mejorar ambas operaciones aparentemente dispares ".

Encontrar formas como esta para conectar los puntos los autores dijeron, es de vital importancia para las nuevas empresas que buscan transferir tecnologías de nanopartículas del laboratorio al mercado.

"La fabricación de nanopartículas puede resultar tan costosa que la financiación expira antes de que se pueda comercializar el producto final, ", dijo el coautor y consultor de nanotecnología de WTEC, Michael Stopa." En nuestro artículo, describimos varias oportunidades para mejorar las probabilidades de que las nuevas empresas sobrevivan a sus viajes a través de esta transferencia de tecnología 'valle de la muerte' ".

Finalmente, los autores consideraron cómo los desafíos de fabricación y las innovaciones están afectando el número cada vez mayor de aplicaciones de nanopartículas, incluidos los de las áreas de la electrónica, energía, cuidado de la salud y materiales.