Ricercatori in Australia e Cina hanno proposto un nuovo metodo innovativo ed economico per creare perle di silice, che hanno una serie di usi chiave, che vanno dalla nanomedicina e dal bioimaging alla produzione di carta e cemento levigato.

La sintesi di particelle di silice per usi sperimentali e industriali è iniziata negli anni '60, e di solito avviene in grandi lotti, dove il doping controllato per indurre la funzionalità è difficile.

Il controllo dei parametri di sintesi può essere ottenuto attraverso reattori microfluidici su piccola scala costosi e dispendiosi in termini di tempo che richiedono la fotolitografia, incisione, legame, e stampaggio ad iniezione, che tendono a intasarsi.

Ora, è stato dimostrato un nuovo approccio sorprendentemente semplice, e può essere adottato per varie applicazioni a basso costo e con un alto grado di affidabilità.

Ricercatori presso l'ARC Center of Excellence in Exciton Science, con sede presso l'Università di Melbourne, e lavorando con i colleghi della South China Normal University, costruito un dispositivo di sintesi del flusso utilizzando un politetrafluoroetilene (PTFE), o "Teflon, " tubo avvolto attorno ad un'asta e collegato a due siringhe. I loro risultati sono stati pubblicati nel Giornale di ingegneria chimica .

La chiave del successo di questo approccio è un canale a spirale che promuove le caratteristiche del flusso di vortice, e questo tipo di flusso di fluido favorisce una miscelazione estremamente efficiente dei fluidi precursori.

"Quando ciò accade, ora hai questo reattore chimico molto economico e abbastanza efficiente, " ha detto l'autore corrispondente Dr. Eser Akinoglu.

"Una volta che hai i fluidi in un tubo che è a spirale, poi a causa di questi vortici, si mescolano molto velocemente e… la reazione complessiva è più omogenea, il prodotto è omogeneo, e le particelle di silice hanno una dimensione e una forma uniformi."

Sebbene sia improbabile che questo nuovo meccanismo sostituisca la produzione batch su scala industriale per la creazione di particelle di silice pura, potrebbe benissimo rivaleggiare con l'approccio microfluidico utilizzato nella sintesi di nanoparticelle di silice per applicazioni specializzate, applicazioni di nicchia, come particelle di silice "drogate" con coloranti colorati o punti quantici incapsulanti per la fluorescenza.

"Dal punto di vista dei costi dei materiali, è molto ragionevole, " Ha detto il dottor Akinoglu.

"Per il futuro, questo metodo di sintesi del flusso è l'ideale per l'introduzione di nuovi componenti nella reazione ... potresti mettere qualcos'altro in questo flusso da mescolare insieme all'intero processo e sarà quindi incapsulato in queste particelle di silice".