La production aqueuse de nanoparticules
Les nanoparticules se retrouvent dans le tableau de bord de nos automobiles, le revêtement hydrophobe des verres autonettoyants, les matériaux composant les panneaux solaires et même dans les matériaux biocompatibles et antimicrobiens utilisés pour les membres artificiels ou l'imagerie médicale. Les nanotechnologies représentent un marché en forte croissance et les projections pour 2020 estiment que son volume pourrait atteindre près de 70 milliards d'euros d'ici-là. Considérant l'importance et le poids de plus en plus important des nanomatériaux pour l'économie, l'Union européenne finance de nombreuses recherches pour rendre leur production plus rapide, plus fiable, plus sûre et aussi plus écologique. Le projet SHYMAN (Sustainable hydrothermal manufacturing of nanomaterials) a développé un réacteur innovant qui modifie la façon dont ces nanomatériaux sont produits. Le réacteur exploite une eau très chaude sous haute pression (hydrothermique) dans un système à flux continu en contraste direct avec les technologies conventionnelles qui s'appuient sur un processus à sec de type ascendant. Cette technique permet d'obtenir un mélange efficace et une taille homogène des particules sans utilisation de solvants plus ou moins toxiques. En plus, l'eau utilisée est recyclée. Capable de produire près de 1 000 tonnes de nanoparticules par an, le nouveau réacteur SHYMAN devrait rester la plus grande unité de production hydrothermique à flux continu du monde pour de nombreuses années. Des nanomatériaux de très haute qualité pourront ainsi être produits comme des métaux, des oxydes métalliques, hydroxydes, carbonates et sulfures ainsi que des matériaux nanoporeux plus complexes comme les structures organométalliques. En exploitant la synthèse hydrothermique en continu, ce réacteur sera ainsi capable de produire un produit optimisé pour chaque application. Les partenaires du projet ont pu démontrer l'efficacité de ce processus en produisant une série de produits destinés à sept applications différentes. Les chercheurs ont ainsi testé une nano-hydroxyapatite pour la fabrication de substituts synthétiques en matière de greffe osseuse, des matériaux sulfurés pour la production de lubrifiants et des métaux pour l'impression de substrats électroniques améliorant l'efficacité des cellules photovoltaïques organiques. Ils ont également testé l'exploitation de nouveaux nanomatériaux possédant des propriétés photoluminescentes dans les phares automobiles et d'autres nanomatériaux inorganiques permettant d'augmenter l'hydrophobicité des surfaces autonettoyantes. Cette nouvelle unité placera ainsi l'UE à la pointe d'une technologie en train de modifier les contours d'un secteur industriel représentant des milliards d'euros. La production de nanoparticules par ce processus aqueux devrait entraîner l'émergence d'une palette complète de nouveaux produits dans l'industrie.
Mots‑clés
Nanoparticules, durable, nanomatériaux, SHYMAN, hydrothermique
