Síntesis hidrotermal continua, un proceso sostenible para la fabricación de nanomateriales

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  • Síntesis hidrotermal continua, proceso sostenible fabricación nanomateriales
    Formación de hielo debido a humedad alta y bajas temperaturas (Wikipedia/CC)
  • El proyecto SHYMAN se propone hacer de la síntesis hidrotermal continua el proceso más flexible y sostenible para la fabricación de nanomateriales a escala industrial.
  • Tras demostrar su potencial en laboratorio, el proyecto ha anunciado la apertura de su primera planta en Nottingham.

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«Las nuevas instalaciones nos ofrecen un gran abanico de posibilidades novedosas», afirma el profesor Ed Lester, coordinador técnico de Promethean Particles. Esta empresa, surgida en el seno de la Universidad de Nottingham, es la responsable del funcionamiento de esta nueva planta que, según las estimaciones, producirá más de mil toneladas de nanomateriales cada año. Los costes de fabricación resultan inferiores a los de otras instalaciones y se espera que el método de producción seleccionado —síntesis hidrotermal continua— permita acceder incluso a mercados en los que los precios de venta habían supuesto un obstáculo hasta la fecha.

«Ya se ha generado un enorme interés entre empresas pertenecientes a una gran variedad de sectores: desde el ámbito de la asistencia sanitaria, en el que las nanopartículas pueden emplearse en los recubrimientos de dispositivos médicos, hasta el de los tejidos mejorados, en el que los nanomateriales permiten incrementar la resistencia y la flexibilidad de los textiles, así como en el sector de los productos electrónicos impresos dado que hemos conseguido imprimir materiales como el cobre», prosigue el profesor Lester. Entre las principales empresas que esperan beneficiarse de los productos fabricados en esta planta se cuentan Solvay, Fiat, PPG y Repsol.

El proyecto SHYMAN se basó en la premisa de que la síntesis hidrotermal ofrecía numerosas ventajas frente a otras opciones

La planta es capaz de alcanzar unos niveles de producción tan elevados gracias en gran medida a las bombas de alta presión de tres pistones fabricadas por Cat Pumps. Estas bombas permiten al consorcio —formado por dieciocho miembros— solventar algunos problemas de ingeniería relacionados con la mezcla del fluido caliente y el flujo de sal metálica en solución acuosa ya que generan la presión y el flujo de fluido continuos que resultan necesarios para conseguir una producción ininterrumpida.

Otra de las tecnologías facilitadoras de las que se dispone en las instalaciones es el reactor Nozzle. Este reactor cuenta con un diseño específico para utilizar remolinos generados mediante flotación con el fin de propiciar una mezcla idónea en una configuración PiP («pipe-in-pipe», «tubo en tubo») concéntrica en la que el tubo interno dispone de una boquilla abierta. Esta tecnología permite a Promethean Particles incrementar sustancialmente la reproducibilidad y la fiabilidad del proceso a la vez que se controlan diferentes propiedades de las partículas como puedan ser su tamaño, composición y forma.

Apostar por la síntesis hidrotermal

El proyecto SHYMAN, que inició su andadura en el año 2012, se basó en la premisa de que la síntesis hidrotermal ofrecía numerosas ventajas frente a otras opciones: no se emplean sustancias nocivas, se sustenta en procesos químicos relativamente sencillos basados en precursores económicos y permite realizar tratamientos adicionales de forma directa, evitar la acumulación y una distribución bien controlada del tamaño y la forma.

Optimizar la síntesis hidrotermal ha sido un objetivo fundamental para la Universidad de Nottingham durante los últimos catorce años y SHYMAN representa su iniciativa más destacada: el proyecto comenzó su labor desarrollando reactores a escala de laboratorio, tras lo cual creó un reactor a escala piloto treinta veces mayor. El reactor del que depende la nueva planta de producción es ochenta veces más grande que el citado prototipo y cuenta con cuatro bombas de alta presión de tres pistones modelo 3801 de Cat Pumps.

«Es un momento muy emocionante para Promethean Particles», asevera la Dra. Susan Huxtable, directora de propiedad intelectual y comercialización de la Universidad de Nottingham. «Las nuevas instalaciones les ofrecen una mirada de oportunidades para comercializar sus servicios en nuevos mercados de todo el mundo. Esto supone un gran ejemplo de cómo muchas de las tecnologías desarrolladas por científicos de la Universidad de Nottingham cuentan con el potencial necesario para reportar beneficios al sector industrial y a la sociedad».

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