Des ingénieurs de l'Oregon State University ont démontré avec succès qu'un réacteur à flux continu peut produire des nanoparticules de haute qualité en utilisant un chauffage assisté par micro-ondes - essentiellement les mêmes forces qui chauffent les restes de nourriture avec une telle efficacité.

Au lieu de réchauffer la pizza d'hier, cependant, ce concept peut apporter une révolution technologique.

Cela pourrait tout changer, de la production de téléphones portables et de téléviseurs à la monnaie infalsifiable, systèmes d'énergie solaire améliorés ou identification rapide des troupes au combat.

Les résultats, récemment publié dans Matériaux Lettres , sont essentiellement une « preuve de concept » selon laquelle un nouveau type de système de production de nanoparticules devrait réellement fonctionner à un niveau commercial.

« Cela pourrait être la grande étape qui amène les réacteurs à flux continu à la fabrication à grande échelle, " a déclaré Greg Herman, professeur agrégé et ingénieur chimiste à l'OSU College of Engineering. « Nous sommes tous très enthousiasmés par les opportunités que cette nouvelle technologie permettra. »

Les nanoparticules sont des particules extraordinairement petites à la pointe des avancées dans de nombreux domaines biomédicaux, domaines optique et électronique, mais un contrôle précis de leur formation est nécessaire et "l'injection à chaud" ou d'autres approches synthétiques existantes sont lentes, cher, parfois toxiques et souvent inutiles.

Un système "à flux continu", par contre, est comme un réacteur chimique qui se déplace constamment. ça peut être rapide, pas cher, plus économe en énergie, et offrent un coût de fabrication inférieur. Cependant, le chauffage est nécessaire dans une partie du processus, et dans le passé, il était préférable de ne le faire que dans de petits réacteurs.

La nouvelle recherche a prouvé que le chauffage par micro-ondes peut être effectué dans des systèmes plus grands à des vitesses élevées. Et en variant la puissance des micro-ondes, il peut contrôler avec précision la température de nucléation et la taille et la forme résultantes des particules.

"Pour les applications que nous avons en tête, le contrôle de l'uniformité et de la taille des particules est crucial, et nous sommes également en mesure de réduire les déchets matériels, " a déclaré Herman. " La combinaison d'un flux continu avec un chauffage par micro-ondes pourrait nous donner le meilleur des deux mondes - grand, réacteurs rapides à granulométrie parfaitement maîtrisée."

Les chercheurs ont déclaré que cela devrait à la fois économiser de l'argent et créer des technologies qui fonctionnent mieux. L'éclairage LED amélioré est une possibilité, ainsi que de meilleurs téléviseurs avec des couleurs plus précises. Une utilisation plus large de l'éclairage à semi-conducteurs pourrait réduire la consommation d'énergie pour l'éclairage de près de 50 % à l'échelle nationale. Les téléphones portables et autres appareils électroniques portables pourraient consommer moins d'énergie et durer plus longtemps avec une charge.

La technologie se prête également bien à la création de meilleurs « taggants, " ou des composés avec des émissions infrarouges spécifiques qui peuvent être utilisés pour identification instantanée - qu'il s'agisse d'un faux billet de 20 $ ou d'un char ennemi au combat qui n'a pas le bon codage.

Dans cette étude, les chercheurs ont travaillé avec des nanoparticules de séléniure de plomb, qui sont particulièrement bonnes pour les technologies taggantes. D'autres matériaux peuvent être synthétisés à l'aide de ce réacteur pour différentes applications, y compris le sulfure de cuivre et d'étain et le diséléniure de cuivre et d'indium pour les cellules solaires.

De nouveaux emplois et entreprises en Oregon sont déjà en train d'évoluer à partir de ce travail.

Les chercheurs de l'OSU ont déposé un brevet sur certains aspects de cette technologie, et travaillent avec l'industrie privée sur diverses applications. Matériaux électroniques Shoei, l'un des collaborateurs, poursuit des systèmes de « points quantiques » basés sur cette approche, et a récemment ouvert de nouvelles installations de fabrication à Eugene, Minerai., d'utiliser cette approche synthétique pour les téléviseurs compatibles avec les points quantiques, smartphones et autres appareils.