Nuove rotte per controllare la sintesi dei nanomateriali
L’uso di NP con dimensioni fino a 100 nm è in continuo aumento in quanto a rilascio di farmaci biomedicali, dispositivi elettronici e industria manifatturiera. Nella maggior parte delle applicazioni, si desiderano specifiche proprietà fisiche. La chiave per ottenere NP con precise proprietà su misura è la capacità di controllare e ottimizzare la loro forma e dimensione durante la sintesi. Grazie ai finanziamenti dell’UE, il progetto SNOW CONTROL(si apre in una nuova finestra) (Integrated real-time measurement platforms for nanoparticles and nanoparticle thin films) ha compiuto i primi passi verso il completo controllo in anello chiuso in relazione alla sintesi di film NP, integrando tecniche di misurazione dedicate. In particolare, i ricercatori si sono concentrati su diffusione dinamica della luce (DLS) e diffusione di raggi X a basso angolo (SAXS). Le tecniche complementari SAXS e DLS sono state ottimizzate per soddisfare i requisiti di un ambizioso monitoraggio a risoluzione temporale di NP, durante la sintesi. Per questo scopo, le prestazioni dello strumento SAXS sono state migliorate mediante la realizzazione di una fonte con getto metallico a raggi X. Il team del progetto ha inoltre sviluppato un’innovativa sonda DSL remota in fibra per misurazioni in situ. I nuovi dispositivi sono stati ampiamente testati, separatamente, su NP d’oro disponibili a livello commerciale di dimensioni note, prima che le misure simultanee di DLS e SAXS fossero eseguite durante la sintesi di NP di silice. Il potenziale Z (una misura di dispersione) è stato controllato alla fine del processo produttivo, perché solo allora la stabilità del prodotto finale risulta essere di interesse. Inoltre, una seconda piattaforma è stata sviluppata per combinare un sensore di fluorescenza NP laser con un analizzatore di diffrazione elettronica ad alta energia per riflessione (RHEED). I partner del progetto hanno riprogettato un’unità esistente di deposizione di vapore chimico/iniezione di liquido che è stata integrata con l’analizzatore RHEED e il monitor di flusso ultravioletto in linea. La piattaforma è già stata utilizzata per far crescere film sottili di silicio basati su NP. La tecnologia SNOW CONTROL per misure in linea fornirà l’anello mancante nella catena di produzione di NP e film sottili basati su NP. Monitorando il processo di sintesi in tempo reale, il feedback potrebbe essere applicato quando necessario per garantire una qualità standardizzata e ripetibile che consentirà prestazioni ottimali in una vasta gamma di applicazioni. Guarda il video del progetto(si apre in una nuova finestra) qui.
