VTT Tekniska Forskningscentralen i Finland Ab har utvecklat en ny, kostnadseffektiv metod för att producera olika typer av metalliska nanopartiklar. Nanopartiklar kan användas i applikationer som ledande och magnetiska bläck, medicinsk diagnostik och läkemedelsdosering, skräddarsy de elektriska och magnetiska egenskaperna hos polymerer och energiteknik. VTT söker en part som är intresserad av att kommersialisera tekniken.
VTT:s aerosolteknologiska reaktor för nanopartikeltillverkning kan generera en mängd olika rena metallpartiklar, partiklar av olika legeringar och kolbelagda partiklar. Reaktorn kan effektivt producera hundratals gram eller till och med kilogram nanopartiklar per dag.
"Efterfrågan har överträffat utbudet på marknaderna för nanopartiklar. Detta har varit ett hinder för utvecklingen av produktapplikationer. Nanometallkompositer är knappa och ofta endast tillgängliga i små mängder. Vi ville visa att det var möjligt att producera nanomaterial i betydande mängder kostnadseffektivt, " kommenterar Ari Auvinen på VTT, chef för forskargruppen.
När man utvecklar reaktorn, målet var att uppnå en produktionssiffra på 200-3, 000 gram per dag. Detta har redan klart överskridits. På grund av det extremt lilla materialspillet som uppstår vid användning av denna utrustning, fjärrstyrd produktion kan upprätthållas i flera dagar. I de flesta fallen, industriell produktion av metalliska nanopartiklar innebär kemisk minskning av flytande lösningar, vilket kräver design av produktspecifika lösningar. Plasma syntes, som förbrukar stora mängder energi och innebär betydande slöseri med material, är en annan allmänt använd metod.
I konstruktionen av reaktorn utvecklad av VTT, skalbarheten och kostnadseffektiviteten för syntesprocessen var nyckelkriterier. Av denna anledning, syntes utförs under lufttryck vid en jämförelsevis låg temperatur. Detta innebär att utrustningen kan byggas av material som är vanligt förekommande inom industrin och energiförbrukningen är låg. Processen genererar en extremt hög partikelkoncentration, möjliggör en hög produktionshastighet men med låg gasförbrukning. Dessutom, även orena metallsalter kan användas som råmaterial, vilket håller priset lågt.
VTT har visat sin reaktors praktiska funktionalitet genom att testa produktionen av olika nanometaller, metalliska föreningar och kolbelagda material. Material som kolbelagda magneter, som kan användas som katalysatorer i bioraffinaderier - säg, vid produktion av biobränslen - har producerats i reaktorn. Efter syntes, magneter som används som katalysatorer kan effektivt samlas in och återvinnas i processen.
Nanopartiklar har även testats vid tillverkning av magnetiska bläck och bläck som leder elektricitet i tryckt elektronik. Till exempel, VTT lyckades använda ett permalloy-bläck för att skriva ut ett magnetiskt anisotropt material, som kan användas vid tillverkning av magnetfältssensorer.
VTT:s tredje ansökningsprov involverade förebyggande av mikrovågsreflektion. Testerna visade att reflektion kan minskas med till och med 10, 000 gånger i polymerer, genom att lägga till partiklar som ökar radarvågsdämpningen.
VTT:s forskare tror att reaktorn har många tillämpningar utöver de som redan nämnts. De kiselnanopartiklar som den producerar kan till och med göra det möjligt att öka litiumbatterikapaciteten med en faktor 10. Andra möjliga tillämpningar, som alla kräver ytterligare utredning, inkluderar polymerer med hög permeabilitet, nanomagneter för medicinsk diagnostik, material för 3D -tryckning av metallartiklar, och kiselbaserade material för termoelektriska och solenergikomponenter.
