fabricage van nanodeeltjes, de productie van materiële eenheden kleiner dan 100 nanometer (100, 000 keer kleiner dan een knikker), bewijst het adagium dat "goede dingen in kleine verpakkingen komen". De moderne nanodeeltjes zijn een integraal onderdeel van alles, van de kwantumdot-nanokristallen die de schitterende displays van ultramoderne televisies kleuren tot de minuscule stukjes zilver die verbanden helpen beschermen tegen infecties. Echter, commerciële ondernemingen die willen profiteren van deze kleine bouwstenen, worden geconfronteerd met problemen met de kwaliteitscontrole die, indien niet geadresseerd, efficiëntie kan verminderen, de productiekosten verhogen en de commerciële impact van de producten waarin ze zijn verwerkt, beperken.

Om deze obstakels te helpen overwinnen, het National Institute of Standards and Technology (NIST) en het non-profit World Technology Evaluation Center (WTEC) pleiten ervoor dat nanodeeltjesonderzoekers, fabrikanten en beheerders "verbinden de punten" door hun gedeelde uitdagingen breed te bekijken en ze collectief aan te pakken in plaats van individueel. Dit omvat het overdragen van kennis tussen disciplines, coördineren van acties tussen organisaties en het delen van middelen om oplossingen te vergemakkelijken.

De aanbevelingen worden gepresenteerd in een nieuw artikel in het tijdschrift ACS toegepaste nanomaterialen .

"We hebben gekeken naar het grote geheel van de fabricage van nanodeeltjes om problemen te identificeren die veel voorkomen bij verschillende materialen, processen en toepassingen, " zei NIST natuurkundige Samuel Stavis, hoofdauteur van het artikel. "Het oplossen van deze problemen zou de hele onderneming vooruit kunnen helpen."

Het nieuwe document biedt een kader om deze problemen beter te begrijpen. Het is het hoogtepunt van een onderzoek dat is geïnitieerd door een workshop georganiseerd door NIST en gericht was op de fundamentele uitdaging om heterogeniteit te verminderen of te verminderen, de onbedoelde variaties in nanodeeltjesgrootte, vorm en andere kenmerken die optreden tijdens hun vervaardiging.

"Heterogeniteit kan aanzienlijke gevolgen hebben bij de productie van nanodeeltjes, " zei NIST chemisch ingenieur en co-auteur Jeffrey Fagan.

In hun krant de auteurs merkten op dat de meest winstgevende innovaties in de productie van nanodeeltjes de heterogeniteit tijdens de vroege stadia van de operatie minimaliseren, het verminderen van de noodzaak voor latere verwerking. Dit vermindert afval, vereenvoudigt de karakterisering en verbetert de integratie van nanodeeltjes in producten, die allemaal geld besparen.

De auteurs illustreerden het punt door de productie van gouden nanodeeltjes en koolstofnanobuisjes te vergelijken. Voor goud, zij verklaarden, de initiële synthesekosten kunnen hoog zijn, maar de gelijkenis van de geproduceerde nanodeeltjes vereist minder zuivering en karakterisering. Daarom, ze kunnen worden gemaakt in een verscheidenheid aan producten, zoals sensoren, tegen relatief lage kosten.

In tegenstelling tot, de meer heterogene koolstofnanobuizen zijn minder duur om te synthetiseren, maar vereisen meer verwerking om die met gewenste eigenschappen op te leveren. De extra kosten tijdens de fabricage maken nanobuisjes momenteel alleen praktisch voor hoogwaardige toepassingen zoals digitale logische apparaten.

"Hoewel deze nanodeeltjes en hun eindproducten heel verschillend zijn, de belanghebbenden bij hun productie kunnen veel leren van elkaars best practices, " zei NIST materiaalwetenschapper en co-auteur J. Alexander Liddle. "Door kennis te delen, ze zouden in staat zijn om beide schijnbaar ongelijksoortige operaties te verbeteren."

Het vinden van manieren zoals deze om de punten met elkaar te verbinden, de auteurs zeiden, is van cruciaal belang voor nieuwe ondernemingen die nanodeeltjestechnologieën van laboratorium naar markt willen overbrengen.

"De productie van nanodeeltjes kan zo duur worden dat de financiering verloopt voordat het eindproduct op de markt kan worden gebracht. " zei WTEC nanotechnologie-consultant en co-auteur Michael Stopa. "In onze paper, we hebben verschillende mogelijkheden geschetst om de kans te vergroten dat nieuwe ondernemingen hun reis door deze 'valley of death' voor technologieoverdracht zullen overleven.'

Eindelijk, de auteurs hebben overwogen hoe uitdagingen en innovaties op het gebied van fabricage het steeds groter wordende aantal toepassingen voor nanodeeltjes beïnvloeden, waaronder die op het gebied van elektronica, energie, gezondheidszorg en materialen.