Metallisilla nanohiukkasilla uusia ominaisuuksia tuotteisiin

29.5.2013

 

VTT kehittää uusia tekniikoita metallisten nanohiukkasten valmistamiseksi. VTT:n uudella, ilmanpaineessa toimivalla tuotantoreaktorilla on edullisempaa valmistaa toiminnallisia monikomponenttihiukkasia kuin tällä hetkellä käytössä olevilla tuotantotavoilla. Se antaa mahdollisuuden tuottaa tutkimus- ja tuotekehityksen tarpeisiin metallisia nanomateriaaleja, joita ei ole vielä kaupallisesti saatavilla.

Metallisten nanohiukkasten merkittävimmät sovellukset ja kehitystyö liittyvät tällä hetkellä niiden optisten ja magneettisten ominaisuuksien hyödyntämiseen, sähköä johtaviin musteisiin sekä katalyytteihin.

Erityisesti kullan ja hopean optisia ominaisuuksia hyödynnetään muun muassa aurinkokennoissa, optoelektroniikassa ja diagnostiikassa. Optisesti läpinäkyvät pinnoitteet mahdollistavat jatkossa näiden jalometallien korvaamisen esimerkiksi kuparilla tai alumiinilla.

Myös johtavien musteiden valmistuksessa suuri mielenkiinto kohdistuu hopean korvaamiseen sitä huomattavasti edullisemmalla kuparilla. Hiukkasten pieni koko vaikuttaa tällöin esimerkiksi metallin sintrattavuuteen, musteiden stabiilisuuteen sekä tulostettavuuteen.

Metallisten nanohiukkasten magneettiset ominaisuudet ovat huomattavasti voimakkaammat kuin teollisuuden tällä hetkellä käyttämillä oksideilla. Lisäksi seosmetallien käyttö mahdollistaa hiukkasten ominaisuuksien tarkan räätälöinnin kuhunkin sovellukseen sopivaksi. Mahdollisia sovelluskohteita ovat esimerkiksi tiedon tallentaminen, magneettiset polymeerikomposiitit, sensorit ja koneiden aktuaattorit sekä pitkällä tähtäimellä myös sairauksien hoito.

VTT:n uusi reaktori toimii ilmanpaineessa, minkä takia se on sekä edullinen rakentaa että käyttää. Kyseessä on jatkuvatoiminen prosessi, jossa on mahdollista käyttää edullisia lähtöaineita. Prosessin hävikit jäävät pieniksi, ja lopputulos on puhdas. Reaktori soveltuu erityisen hyvin seosmetalleista koostuvien nanohiukkasten valmistamiseen. Hiukkasten päällystys tuotannon aikana suojaa niitä ikääntymiseltä sekä mahdollistaa esimerkiksi orgaanisten yhdisteiden liittämisen metallihiukkasiin.

Yritystoimeksiantojen lisäksi VTT hyödyntää laitteistoja julkisissa tutkimushankkeissa. Erityisenä kehityskohteena on yhdistää nanohiukkasteknologiaa paino- ja sensoritekniikkaan.

VTT:n johtava tutkija Ari Auvinen arvioi, että seuraavat nanoinnovaatiot Suomessa liittyvät johtaviin musteisiin, magneettisten polymeereihin ja katalyytteihin. Myös hiukkasten kaupallinen valmistus on kiinnostava liiketoimintamahdollisuus.

”3D-tulostus on tällä hetkellä voimakkaassa nousussa, ja lähivuosina kysyntää syntyy myös tulostimiin sopiville metallisille materiaaleille”, arvioi Auvinen.

Mediamateriaali : Kuva

Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00