Les nanoparticules peuvent être créés en utilisant plusieurs méthodes. Certains d'entre eux peuvent se produire dans la nature ainsi. Les méthodes de création comprennent l'attrition et la pyrolyse. Alors que certaines méthodes sont Bottoms Up, certains sont appelés haut vers le bas. Top Down procédés consistent à freiner les matériaux plus grands dans des nanoparticules.
Nanoparticules de synthèse
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Top-Down via
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Bottom-Up via
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Attrition / fraisage
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Pyrolyse
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La condensation d'un gaz inerte
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Réaction solvothermale
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Sol-Gel fabrication
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Médias structurés
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Usure
procédés comprennent des procédés d'attrition par lequel des particules de dimension macro ou micro sont broyés dans un broyeur à boulets, un broyeur à boulets planétaire ou un autre mécanisme de réduction de taille. Les particules résultantes sont classés air pour récupérer les nanoparticules.
· Implique cycles thermiques mécaniques
· Rendements
· large distribution de taille (10-1000 nm)
· la forme des particules ou de la géométrie variée
· impuretés
· Demande
· Nanocomposites
· Matériaux en vrac Nano-grain
Bottoms Up méthodes
Ceux-ci sont en outre classées en fonction de phases:
· Gaz (vapeur) Phase Fabrication: pyrolyse, Inert Gas condensation
· Phase Liquide Fabrication: Réaction solvothermale, Sol-gel, médias Micellaire structuré
Pyrolyse
Dans pyrolyse, un précurseur vaporeux (liquide ou gaz) est forcé à travers un trou ou une ouverture à haute pression et brûlé. Le solide résultant est classé air pour récupérer des particules d'oxyde de gaz sous-produits. La pyrolyse se traduit souvent par des agrégats et des agglomérats de particules primaires plutôt uniques.
Au lieu de gaz, le plasma thermique peut également fournir l'énergie nécessaire pour provoquer l'évaporation de petites particules de taille micrométrique. Les températures de plasma thermiques sont de l'ordre de 10 000 K, de sorte que la poudre solide évapore facilement. Les nanoparticules sont formées lors du refroidissement tout en sortant de la région de plasma. Des exemples de plasma utilisé comprennent jet de plasma en courant continu, DC arc plasma et la fréquence radio (RF) plasmas à induction.
Par exemple, sable de silice peut être vaporisée avec un plasma d'arc à la pression atmosphérique. Le mélange résultant de gaz de plasma et de la vapeur de silice peut être rapidement refroidi par trempe avec de l'oxygène, assurant ainsi la qualité de la silice fumée produite.
Les avantages de pyrolyse en phase vapeur comprennent que ce soit un processus simple, rentable, un fonctionnement continu avec un rendement élevé.
Méthodes de synthèse en phase liquide
La fabrication en phase liquide entraîne une route de chimie humide.
Les méthodes sont:
· Méthodes solvothermales (par exemple __gVirt_NP_NN_NNPS<__ hydrothermales)
· Procédés sol-gel
· Synthèse dans la structure des médias (par exemple, micro-émulsion)
L’efficacité des méthodes solvothermales et méthodes sol-gel exige un processus simple, à faible coût, un fonctionnement continu et à haut rendement.
Processus solvothermale
Précurseurs sont dissous dans des solvants chauds (alcool par exemple, n-butyle) et un autre solvant que l'eau peut fournir des conditions de réaction plus douces et plus respectueuses Si le solvant est l'eau, puis le processus est appelé procédé hydrothermique.
Sol-gel processus
Le procédé sol-gel est une technique chimique humide (également connu sous le dépôt chimique en solution) largement utilisé récemment dans les domaines de la science des matériaux et de l'ingénierie en céramique.
Les étapes comprennent:
· Formation de la solution de sol stable
· La gélification par l'intermédiaire d'une réaction de polycondensation ou de polyestérification
· Gel de vieillissement en une masse solide. Cela provoque la contraction du réseau de gel, également les transformations de phase et la maturation d'Ostwald.
· Le séchage du gel pour éliminer les phases liquides. Cela peut conduire à des changements fondamentaux dans la structure du gel.
· Déshydratation à des températures aussi élevées que 8000 degrés C, utilisés pour éliminer les groupes M-OH pour stabiliser le gel, à savoir, pour le protéger de la réhydratation.
· La densification et la décomposition des gels à haute température (T> 8000 degrés C), à savoir l'effondrement des pores dans le réseau de gel et de chasser les autres contaminants organiques
La microstructure finale du composant final sera clairement fortement influencée par les changements mis en œuvre au cours de cette phase de traitement. Le sol précurseur peut être déposée soit sur un substrat pour former un film (par exemple par trempage ou spin-coating), jeté dans un récipient approprié à la forme souhaitée (par exemple, pour obtenir un monolithiques céramiques, verres, les fibres, les membranes, les aérogels ), ou utilisé pour synthétiser des poudres (par exemple, des microsphères, des nanosphères).
Les avantages du procédé sol-gel
Les avantages du procédé sol-gel est qu'il est une technique à basse température pas cher et qui permet le contrôle précis de la composition chimique du produit. Même de petites quantités de dopants tels que des colorants organiques et des métaux de terres rares, peuvent être introduits dans le sol et se retrouvent uniformément dispersé dans le produit final.