Des chercheurs australiens et chinois ont proposé une nouvelle méthode innovante et rentable pour créer des billes de silice, qui ont un certain nombre d'utilisations clés, allant de la nanomédecine et de la bio-imagerie à la production de papier et de béton poli.

La synthèse de particules de silice à des fins expérimentales et industrielles a débuté dans les années 1960, et se déroule généralement en lots importants, où le dopage contrôlé pour induire la fonctionnalité est difficile.

Le contrôle des paramètres de synthèse peut être réalisé grâce à des réacteurs microfluidiques à petite échelle coûteux et chronophages qui nécessitent une photolithographie, gravure, liaison, et moulage par injection, qui ont tendance à se boucher.

Maintenant, une nouvelle approche étonnamment simple a été démontrée, et pourrait être adopté pour diverses applications à faible coût et avec un degré élevé de fiabilité.

Chercheurs du Centre d'excellence ARC en science de l'exciton, basé à l'Université de Melbourne, et en travaillant avec des collègues de l'Université normale de Chine du Sud, construit un dispositif de synthèse en flux utilisant un polytétrafluoroéthylène (PTFE), ou "Téflon, " tuyau enroulé autour d'une tige et relié à deux seringues. Leurs résultats ont été publiés dans le Revue de génie chimique .

La clé du succès de cette approche est un canal en spirale qui favorise les caractéristiques d'écoulement tourbillonnaire, et ce type d'écoulement de fluide favorise un mélange extrêmement efficace des fluides précurseurs.

« Quand cela se produit, vous avez maintenant ce réacteur chimique très bon marché et très efficace, ", a déclaré l'auteur correspondant, le Dr Eser Akinoglu.

« Une fois que vous avez les fluides dans un tube en spirale, puis à cause de ces tourbillons, ils se mélangent très vite et … la réaction globale est plus homogène, le produit est homogène, et les particules de silice ont une taille et une forme uniformes."

S'il est peu probable que ce nouveau mécanisme remplace la fabrication par lots à l'échelle industrielle pour la création de particules de silice pure, elle pourrait bien rivaliser avec l'approche microfluidique utilisée dans la synthèse de nanoparticules de silice pour des applications de niche, telles que des particules de silice « dopées » avec des colorants colorés ou des points quantiques encapsulant pour la fluorescence.

"Du point de vue des coûts matériels, c'est très raisonnable, " a déclaré le Dr Akinoglu.

"Pour le futur, cette méthode de synthèse de flux est idéale pour l'introduction de nouveaux composants dans la réaction… vous pouvez mettre autre chose dans ce flux à mélanger avec l'ensemble du processus et il sera ensuite encapsulé dans ces particules de silice. »