Crean un equipo para la producción de nanopartículas a escala industrial y bajo coste
UDEC/DICYT En el marco de un proyecto Fondef en marcha desde 2013, un equipo de académicos del Grupo de Investigación en Nanocompuestos Avanzados (GINA) de la Universidad de Concepción (UdeC), de la línea de materiales híbridos del Departamento de Ingeniería de Materiales (DIMAT), creó un equipo para la producción de nanopartículas a escala industrial y a bajo costo.
Con el nombre DARC-AC (que se refiere al proceso de Descarga de Arco en Atmósfera Controlada), este equipo busca impulsar la industria de nanomateriales a nivel local, ya que –como explicó el académico del DIMAT y líder del proyecto, Manuel Meléndrez- estos productos, en general, deben importarse y, además, tienen un alto costo.
Es justamente este alto costo lo que, a juicio del investigador ha retrasado, el desarrollo de esta área en el país. “Si las materias primas son caras, entonces lo nano queda en el nivel básico. A raíz de esto, nos dimos a la tarea de revisar la literatura y encontramos que es posible y que es fácil hacer nanopartículas por métodos físicos”, señaló el Doctor Meléndrez.
De este modo, el equipo de trabajo que integran el académico de Ingeniería Mecánica, Paulo Flores, y el estudiante del Doctorado en Ciencias e Ingeniería de Materiales, Carlos Medina, desarrolló un método híbrido físico-químico para la producción semi industrial de nanopartículas, que es la base de la máquina.
El proceso parte con la combinación de dos tipos de alambres precursores que, mezclados con gases de reacción (oxígeno o nitrógeno), producen una descarga de arco (un cortocircuito en alto voltaje) en un ambiente controlado, a través del cual se produce un aumento de la temperatura para generar un plasma eléctrico que hace que el material se descomponga.
Este plasma es llevado a una cámara de aceleración, en la que los átomos se unen para formar las nanopartículas que, luego, son llevadas a una cámara de acumulación, donde hay un tamiz electromolecular que las clasifica, automáticamente, por forma y tamaño.
El académico señaló que con esta máquina es capaz de producir una amplia cantidad de partículas. “Es posible hacer varios de los materiales que se encuentran en el mercado en la forma de alambre, como zinc, cobre, plata, aluminio, pero los más interesantes son los óxidos y las partículas metálicas”.
Lo importante, señaló, es que estos materiales en la escala nanométrica tienen un comportamiento diferente del que tienen en su forma original. “Al disminuir el tamaño de la partícula, aumenta el número de átomos en la superficie y cuando hay muchos átomos en la superficie la partícula se comporta de manera diferente al material del que se obtienen”, indicó. De este modo, agregó, es posible dotar a los materiales de propiedades eléctricas, químicas, físicas y ópticas mejoradas para distintas aplicaciones.
Con este avance, las empresas interesadas en incorporar la nanotecnología en sus procesos pueden adquirir las nanopartículas o bien dotarse de un equipo para producir sus propias partículas. De hecho, como adelantó el académico, ya hay empresas que han manifestado su interés en comprar material e incluso la máquina.