Gli ingegneri dell'Oregon State University hanno dimostrato con successo che un reattore a flusso continuo può produrre nanoparticelle di alta qualità utilizzando il riscaldamento assistito da microonde, essenzialmente le stesse forze che riscaldano il cibo avanzato con tale efficienza.

Invece di scaldare la pizza di ieri, però, questo concetto può fornire una rivoluzione tecnologica.

Potrebbe cambiare tutto, dalla produzione di telefoni cellulari e televisori a denaro a prova di contraffazione, sistemi di energia solare migliorati o identificazione rapida delle truppe in combattimento.

Le scoperte, recentemente pubblicato in Lettere materiali , sono essenzialmente una "prova di concetto" che un nuovo tipo di sistema di produzione di nanoparticelle dovrebbe effettivamente funzionare a livello commerciale.

"Questo potrebbe essere il grande passo che porta i reattori a flusso continuo alla produzione su larga scala, " ha detto Greg Herman, professore associato e ingegnere chimico presso l'OSU College of Engineering. "Siamo tutti piuttosto entusiasti delle opportunità che questa nuova tecnologia consentirà".

Le nanoparticelle sono particelle straordinariamente piccole in prima linea nei progressi in molti campi biomedici, campo ottico ed elettronico, ma è necessario un controllo preciso della loro formazione e l'"iniezione a caldo" o altri approcci sintetici esistenti sono lenti, costoso, a volte tossici e spesso dispendiosi.

Un sistema a "flusso continuo", al contrario, è come un reattore chimico che si muove costantemente. può essere veloce, a buon mercato, più efficiente dal punto di vista energetico, e offrono costi di produzione inferiori. Però, il riscaldamento è necessario in una parte del processo, e in passato era meglio farlo solo in piccoli reattori.

La nuova ricerca ha dimostrato che il riscaldamento a microonde può essere effettuato in sistemi più grandi ad alta velocità. E variando la potenza del microonde, può controllare con precisione la temperatura di nucleazione e la dimensione e la forma delle particelle risultanti.

"Per le applicazioni che abbiamo in mente, il controllo dell'uniformità e della dimensione delle particelle è cruciale, e siamo anche in grado di ridurre gli sprechi di materiale, " ha detto Herman. "La combinazione del flusso continuo con il riscaldamento a microonde potrebbe darci il meglio di entrambi i mondi:grande, reattori veloci con granulometria perfettamente controllata."

I ricercatori hanno affermato che questo dovrebbe sia risparmiare denaro che creare tecnologie che funzionino meglio. Una migliore illuminazione a LED è una possibilità, così come televisori migliori con colori più accurati. Un uso più ampio dell'illuminazione a stato solido potrebbe ridurre il consumo di energia per l'illuminazione di quasi il 50% a livello nazionale. I telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici portatili potrebbero consumare meno energia e durare più a lungo con una carica.

La tecnologia si presta bene anche alla creazione di migliori "tagganti, " o composti con emissioni infrarosse specifiche che possono essere utilizzati per precisi, identificazione istantanea, che si tratti di una banconota da $ 20 contraffatta o di un carro armato nemico in combattimento privo della codifica corretta.

In questo studio, i ricercatori hanno lavorato con nanoparticelle di seleniuro di piombo, che sono particolarmente buoni per le tecnologie taggant. Altri materiali possono essere sintetizzati utilizzando questo reattore per diverse applicazioni, tra cui solfuro di rame zinco stagno e diseleniuro di rame indio per celle solari.

I nuovi posti di lavoro e le imprese dell'Oregon si stanno già evolvendo da questo lavoro.

I ricercatori dell'OSU hanno richiesto un brevetto su aspetti di questa tecnologia, e stanno lavorando con l'industria privata su varie applicazioni. Materiali elettronici Shoei, uno dei collaboratori, sta perseguendo sistemi "quantum dot" basati su questo approccio, e di recente ha aperto nuovi impianti di produzione a Eugene, Minerale., utilizzare questo approccio sintetico per i televisori abilitati ai punti quantici, smartphone e altri dispositivi.