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    Séchage par pulvérisation pour produire de nouveaux matériaux dans des applications industrielles

    Schéma des différents matériaux que l'on peut obtenir par atomisation. Crédit :ICN2

    Le séchage par atomisation est une technique industrielle basée sur l'atomisation d'une solution en gouttelettes d'aérosol qui à leur tour sont évaporées pour produire une poudre (particules séchées). Cette technique est bien connue dans la chimie, nourriture, et les industries pharmaceutiques, où il est couramment utilisé.

    Au tournant du siècle, les scientifiques ont montré que le séchage par atomisation pouvait être utilisé pour concevoir de nouveaux matériaux en utilisant chaque gouttelette d'aérosol comme microréacteur confiné. Fort de ces travaux et des études successives, le groupe Nanochimie supramoléculaire et matériaux de l'ICN2, dirigé par ICREA Prof. Daniel Maspoch, a élargi le champ de la chimie accessible dans les gouttelettes d'aérosols, y compris la coordination et la chimie covalente. Ils ont également démontré que le séchage par atomisation est une méthode appropriée pour produire des charpentes organométalliques (MOF) et des charpentes organiques covalentes (COF), ainsi que leurs composites. Ces résultats sont discutés dans Comptes de la recherche chimique , dans un article également signé par Javier Troyano, Ceren Çamur, Luis Garzon-Tovar, Arnau Carné-Sánchez et Inhar Imaz, tous du groupe ICN2.

    Les MOF et COF sont des matériaux poreux très attractifs en raison de leur large gamme d'applications, comme le stockage de gaz, CO 2 capture ou délivrance de médicaments. Les composites constitués de MOF ou de COF et d'autres matériaux sont capables de vanter les forces et d'atténuer les faiblesses de chaque composant. Cependant, pour faciliter l'adoption de ces matériaux, des méthodes de fabrication appropriées doivent exister. Contrairement aux méthodes conventionnelles, le séchage par atomisation permet un séchage rapide, production continue et évolutive de poudres microsphériques sèches en une seule étape. En réalité, dans le cadre du projet ProDIA, et en collaboration avec le Prof. David Farrusseng, Axel'One, et la société MOFapps, le groupe a récemment démontré la production à grande échelle de séchage par atomisation des MOF HKUST-1 et ZIF-8.

    Les auteurs prévoient que le séchage par pulvérisation sera bientôt utile pour synthétiser d'autres types de matériaux poreux cristallins. Néanmoins, ils suggèrent également que les MOF, COF, et leurs composites connexes nécessiteront une étude plus approfondie. Ils sont optimistes quant au fait que les processus de séchage par atomisation peuvent encore être rendus plus écologiques, plus sûr, moins cher et plus apte à l'échelle pilote.


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