Ingenieurs van de Oregon State University hebben met succes aangetoond dat een continue stroomreactor nanodeeltjes van hoge kwaliteit kan produceren door gebruik te maken van microgolfondersteunde verwarming - in wezen dezelfde krachten die overgebleven voedsel met zo'n efficiëntie opwarmen.

In plaats van de pizza van gisteren op te warmen, echter, dit concept kan voor een technologische revolutie zorgen.

Het zou alles kunnen veranderen, van de productie van mobiele telefoons en televisies tot vals geld, verbeterde zonne-energiesystemen of snelle identificatie van troepen in de strijd.

De bevindingen, onlangs gepubliceerd in Materialen Brieven , zijn in wezen een "proof of concept" dat een nieuw type nanodeeltjesproductiesysteem daadwerkelijk op commercieel niveau zou moeten werken.

"Dit kan de grote stap zijn die continustroomreactoren naar grootschalige productie brengt, " zei Greg Herman, een universitair hoofddocent en chemisch ingenieur aan het OSU College of Engineering. "We zijn allemaal behoorlijk enthousiast over de kansen die deze nieuwe technologie zal bieden."

Nanodeeltjes zijn buitengewoon kleine deeltjes die voorop lopen bij de vooruitgang in veel biomedische, optische en elektronische velden, maar nauwkeurige controle van hun vorming is nodig en "hete injectie" of andere bestaande synthetische benaderingen zijn traag, duur, soms giftig en vaak verspillend.

Een "continue stroom" systeem, daarentegen, is als een chemische reactor die constant voortbeweegt. Het kan snel, goedkoop, energiezuiniger, en bieden lagere productiekosten. Echter, verwarming is nodig in een deel van het proces, en in het verleden kon dat het beste alleen in kleine reactoren.

Het nieuwe onderzoek heeft aangetoond dat microgolfverwarming in grotere systemen met hoge snelheden kan worden gedaan. En door het magnetronvermogen te variëren, het kan de kiemvormingstemperatuur en de resulterende grootte en vorm van deeltjes nauwkeurig regelen.

"Voor de toepassingen die we in gedachten hebben, de controle van de deeltjesuniformiteit en -grootte is cruciaal, en we zijn ook in staat om materiaalverspilling te verminderen, Herman zei. "De combinatie van continue stroom met microgolfverwarming zou ons het beste van twee werelden kunnen geven - grote, snelle reactoren met perfect gecontroleerde deeltjesgrootte."

De onderzoekers zeiden dat dit zowel geld zou moeten besparen als technologieën zou moeten creëren die beter werken. Verbeterde LED-verlichting is een mogelijkheid, evenals betere tv's met nauwkeurigere kleuren. Een breder gebruik van halfgeleiderverlichting zou het stroomverbruik voor verlichting op nationaal niveau met bijna 50 procent kunnen verminderen. Mobiele telefoons en andere draagbare elektronische apparaten kunnen minder stroom verbruiken en langer meegaan als ze worden opgeladen.

De technologie leent zich ook goed voor het creëren van betere "taggants, " of verbindingen met specifieke infraroodemissies die kunnen worden gebruikt voor nauwkeurige, onmiddellijke identificatie - of het nu gaat om een ​​vals biljet van $ 20 of een vijandelijke tank in een gevecht die niet over de juiste codering beschikt.

In dit onderzoek, onderzoekers werkten met loodselenide nanodeeltjes, die vooral goed zijn voor de taggant-technologieën. Andere materialen kunnen worden gesynthetiseerd met behulp van deze reactor voor verschillende toepassingen, waaronder koperzinktinsulfide en koperindiumdiselenide voor zonnecellen.

Nieuwe banen en bedrijven in Oregon ontwikkelen zich al vanuit dit werk.

OSU-onderzoekers hebben patent aangevraagd op aspecten van deze technologie, en werken samen met de particuliere industrie aan verschillende toepassingen. Shoei elektronische materialen, een van de medewerkers, streeft naar "quantum dot"-systemen op basis van deze benadering, en opende onlangs nieuwe productiefaciliteiten in Eugene, Erts., om deze synthetische benadering te gebruiken voor televisies met kwantumdots, smartphones en andere apparaten.