Ingenjörer vid Oregon State University har upptäckt en ny metod för att påskynda produktionshastigheten för nanopartiklar med 500 gånger, ett framsteg som skulle kunna spela en viktig roll för att göra nanoteknologiska produkter mer kommersiellt praktiska.
Tillvägagångssättet använder en arrayed mikrokanalreaktor och en "laminerad arkitektur" där många ark, var och en med tusentals mikrokanaler i dem, staplas parallellt för att ge en hög produktionsvolym och utmärkt kontroll över de inblandade processerna.
Tillämpningar kan vara möjliga i förbättrade sensorer, medicinsk bildbehandling, elektronik, och till och med solenergi eller biomedicinsk användning när samma strategi tillämpas på rikliga material som koppar, zink eller tenn.
Ett patent har sökts, säger universitetstjänstemän. Arbetet, precis publicerat i tidskriften Nanoteknik , gjordes i Brian Pauls forskargrupp, en professor vid OSU School of Mechanical, Industri- och tillverkningsteknik.
"Ett antal nya och viktiga typer av nanopartiklar har utvecklats med mikrotekniska metoder, som ofta använder mycket små mikrofluidiska enheter, " sa Chih-hung Chang, en professor vid OSU School of Chemical, Biologisk och miljöteknik, och huvudutredare på studien.
"Man hade trott att kommersiell produktion kan vara så enkel som att bara gruppera hundratals av dessa små enheter tillsammans, " sade Chang. "Men med all stödutrustning du behöver, saker som pumpar och temperaturkontroller, det var verkligen inte så lätt. Att skala upp saker till kommersiella volymer kan vara ganska utmanande."
Det nya tillvägagångssättet skapat av ett forskarlag på fem ingenjörer vid OSU använde en mikroreaktor med den nya arkitekturen som producerade "undecagold nanokluster" hundratals gånger snabbare än konventionella "batchsyntes"-processer som kan ha använts.
"Delvis för att det är snabbare och mer effektivt, denna process är också mer miljökänslig, använder färre lösningsmedel och mindre energi, ", sade Chang. "Detta kan vara mycket viktigt för att hjälpa till att kommersialisera nanotekniska produkter, där du behöver höga volymer, hög kvalitet och låga kostnader."
Denna forskning, Chang sa, skapade nanopartiklar baserade på guld, men samma koncept bör också vara tillämpligt på andra material. Genom att sänka produktionskostnaderna, till och med guldnanoklustren kan hitta tillämpningar, han sa, eftersom kostnaden för guldet som behövs för att göra dem faktiskt bara är en liten bråkdel av den totala kostnaden för den färdiga produkten.
Nanopartiklar är utomordentligt små grupper av atomer och föreningar som, på grund av deras extremt små storlek och stora ytor, kan ha ovanliga egenskaper som gör dem värdefulla för många industriella, elektronisk, medicinska eller energitillämpningar.
