Raccolta di Tecnologie e competenze ENEA
Sintesi laser e chimica di nanomateriali e loro caratterizzazione
Sintesi di nanoparticelle di ossidi e semiconduttori inorganici utilizzando la pirolisi laser, funzionalizzazione delle nanoparticelle e produzione di nanocompositi polimerici, specificatamente realizzati per l'applicazione specifica
Foto SEM di nanoparticelle di silice prodotte per pirolisi laser
Impianto di pirolisi laser Lucifero
Settori applicativi
Problema da risolvere
La sintesi di nanoparticelle ceramiche per via chimica in un “processo a umido” presenta spesso alcuni inconvenienti quali la scarsa produttività, un impreciso controllo dimensionale e di forma e la presenza di impurezze. Inoltre i processi chimici a umido presentano grosse implicazioni di carattere ambientale in quanto i reagenti utilizzati e i sottoprodotti generati sono spesso dannosi o nocivi per l'ambiente e per gli operatori. Un metodo di sintesi alternativo che non utilizzi solventi o catalizzatori e permetta un buon controllo delle caratteristiche delle nanoparticelle potrebbe migliorare tempi e costi della produzione di nanomateriali.
Descrizione
La pirolisi laser è utilizzata per la sintesi di nanoparticelle quali Silicio, Carburo di silicio, Carbonio, Silice, Biossido di titanio. Da reagenti in fase gassosa o aerosol e grazie all'energia fornita dal laser viene indotta una reazione chimica, che avviene ad alte temperature e si ha la formazione delle nanoparticelle volute. Variando i parametri di processo si possono modificare dimensioni, aggregazione e composizione chimica dei prodotti, ed è possibile ottenere particelle drogate in situ. La produttività è elevata e i nanomateriali ottenuti sono ad elevato grado di purezza e privi di contaminazioni. L'assenza di solventi e di prodotti indesiderati rende il metodo eco-friendly
Aspetti innovativi e vantaggi
- elevata produttività
- le nanoparticelle prodotte sono pure, con caratteristiche chimiche e dimensioni facilmente modulabili
- metodo di sintesi eco-friendly perché non prevede utilizzo di solventi e non ha sottoprodotti inquinanti
Maturità tecnologica 5-6
Punti di forza
- Costo
- Rilevanza sociale/economica
- Contenuto normativo/regolatore
- Efficienza/rendimento/prestazioni
- Innovazione
- Mancanza di tecnologia/soluzione per lo specifico impiego
- Scalabilità
- Semplicità di utilizzo
- Trasportabilità/mobilità
Possibili applicazioni
- in batterie e celle fotovoltaiche, nanoparticelle di TiO2 come elementi attivi in anodi e catodi
- in fotonica, nanoparticelle di Si e C come elementi attivi luminescenti in dispersioni liquide o nanocompositi polimerici
- nei beni culturali, nanocompositi polimerici utilizzati come protettivi e per il restauro integrativo, contenenti nanoparticelle di SiO2, TiO2, SiC
- nella sensoristica, per esempio nel bio-imaging o in biosensori
Gruppo di ricerca coinvolto
Brevetto disponibile per il licensing
Non disponibile per una licenza
Data di aggiornamento
03-06-2025
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