Реактор аэрозольной технологии VTT для производства наночастиц может генерировать различные чистые металлические частицы, частицы из различных сплавов и частицы с углеродным покрытием. Реактор может эффективно производить сотни граммов или даже килограммов наночастиц в день.«Спрос превысил предложение на рынках наночастиц. Это было препятствием для разработки приложений для продуктов; нанометаллические композиты немногочисленны и часто доступны только в небольших количествах.
Мы хотели продемонстрировать, что наноматериалы можно производить в значительных количествах. экономически эффективно », — комментирует Ари Аувинен из VTT, руководитель исследовательской группы.При разработке реактора ставилась цель достичь производительности 200-3000 граммов в сутки. Это уже явно превышено.
Из-за чрезвычайно малых потерь материала, возникающих при использовании этого оборудования, производство с дистанционным управлением может поддерживаться в течение нескольких дней. В большинстве случаев промышленное производство металлических наночастиц включает химическое восстановление в жидких растворах, что требует разработки решений для конкретных продуктов. Еще один широко используемый метод — это плазменный синтез, который потребляет большое количество энергии и требует значительных материальных потерь.При проектировании реактора, разработанного VTT, ключевыми критериями были масштабируемость и рентабельность процесса синтеза.
По этой причине синтез осуществляется под давлением воздуха при сравнительно низкой температуре. Это означает, что оборудование может быть изготовлено из материалов, обычно используемых в промышленности, а потребление энергии низкое. В процессе образуется чрезвычайно высокая концентрация частиц, что обеспечивает высокую скорость производства, но при низком расходе газа. Кроме того, в качестве сырья можно использовать даже нечистые соли металлов, что снижает цену.
VTT продемонстрировала практическую функциональность своего реактора, протестировав производство различных нанометаллов, металлических соединений и материалов с углеродным покрытием. В реакторе производятся такие материалы, как магниты с углеродным покрытием, которые могут использоваться в качестве катализаторов на предприятиях биопереработки, например, при производстве биотоплива.
После синтеза магниты, используемые в качестве катализаторов, могут быть эффективно собраны и возвращены обратно в процесс.Наночастицы также были протестированы при производстве магнитных чернил и чернил, проводящих электричество в печатной электронике.
Например, VTT удалось использовать пермаллойные чернила для печати на магнитоанизотропном материале, который можно использовать при производстве датчиков магнитного поля.Третье испытание VTT касалось предотвращения микроволнового отражения. Испытания показали, что отражение в полимерах можно уменьшить даже в 10 000 раз, добавив частицы, которые увеличивают затухание радиолокационных волн.Исследователи VTT считают, что у реактора есть много применений в дополнение к уже упомянутым.
Наночастицы кремния, которые он производит, могут даже позволить увеличить емкость литиевой батареи в 10 раз. Другие возможные применения, все из которых требуют дальнейшего исследования, включают полимеры с высокой проницаемостью, наномагниты для медицинских диагностических приложений, материалы для 3D-печати металлических изделий. , а также материалы на основе кремния для компонентов термоэлектрической и солнечной энергии.
VTT в настоящее время ищет сторону, заинтересованную в коммерциализации техники.