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 (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 qui.
Parole chiave
Nanoparticelle, film sottili, SNOW CONTROL, diffusione dinamica della luce, diffusione di raggi X a basso angolo
