Laboratorio de Síntesis de Nanomateriales – SYNANO

Laboratorio de Síntesis de Nanomateriales - SYNANO

El Laboratorio de Síntesis de Nanomateriales (SYNANO) está ubicado en el Instituto IMDEA Materiales y está organizado en seis unidades fundamentales:

  • Unidad de síntesis de fibra macroscópica de CNTs
  • Unidad de tratamiento de fibras de CNTs
  • Unidad de síntesis de nanomateriales laminados
  • Unidad de síntesis de nanomateriales por electrohilado
  • Unidad de producción de nanocomposites
  • Unidad de dispersión de nanopartículas en matrices poliméricas

El responsable del laboratorio es Luís Arévalo. Cada una de las unidades cuenta, asimismo, con la supervisión científica de los investigadores responsables de cada una de las líneas de investigación.

El Laboratorio de Síntesis de Nanomateriales (SYNANO) está formado por:

  • Coordinador de servicios: Luís Arévalo Nogales (luis.arevalo@imdea.org)

El Laboratorio de Síntesis de Nanomateriales (SYNANO) está organizado en seis unidades fundamentales con las siguientes capacidades:

Unidad de síntesis de fibra macroscópica de CNTs: equipo de deposición química de vapores (CVD) para la fabricación en continuo de una fibra macroscópica (5 – 100 micras diámetro) hecha de nanotubos de carbono directamente desde la zona de reacción. Tiene la posibilidad de utilizar diversas fuentes de carbón, tanto en líquido (e.g. etanol) como gas (e.g. metano), así como de la incorporación de dopantes en la reacción.

Unidad de tratamiento de fibras de CNTs: sistema para tratamientos de fibras posterior a su síntesis, incluyendo densificación, impregnación de líquidos, impregnación de polímeros, purificación con radiación, sistema de impartición de orientación molecular mediante bobinado en tensión, aplicación de recubrimientos (sizing) y preparación de laminados para composites. 

Unidad de síntesis de nanomateriales laminados: equipo de deposición química de vapores (CVD) para la fabricación de láminas monoatómicas (o pocas capas) de materiales en base carbono, MoS2, WS2, así como sus combinaciones. El equipo está diseñado para integrar una banda transportadora para síntesis en continuo sobre sustratos de interés en ingeniería.

Unidad de síntesis de nanomaterials por electrohilado: sistema para producción de materiales híbridos polímero/nanopartícula/semiconductor mediante electrohilado, con sus posibles variantes. El equipo de contempla la producción de materiales coaxiales y en general la fabricación de membranas de partículas con alta superficie específica de polímero, metal u óxidos metálicos.

Unidad de producción de nanocomposites: Sistema de moldes, degasificado, curado en horno (incluido horno de vacío) y curado eléctrico (DC y AC). Equipo para medición de temperatura y resistencia eléctrica durante curado.

Unidad de dispersión de nanopartículas en matrices poliméricas: calandra para dispersión de partículas submicrónicas en matrices poliméricas, ya sea termoplásticos de bajo peso molecular o resinas termoestables. Incluye sistema de ajuste de dispersión mediante control de temperatura, velocidad de cizalla y separación entre rodillos.

La misión general del laboratorio es la producción de nuevos materiales macroscópicos a partir de nanoestructuras, tales que las inusuales propiedades a escala nano puedan verse reflejadas a una escala macro.

    • Unidad de síntesis de fibra macroscópica de CNTs: Fabricación de materiales macroscópicos nanoestructurados por deposición química de vapores (CVD) con control del número de capas de los bloques constitutivos, así como de la porosidad el macroensamble. Dopado de la red grafítica directamente durante la reacción de CVD.
    • Unidad de tratamiento de fibras de CNTs: El sistema de bobinado, densificación e impregnación se utilizarán para producir materiales en forma de sensores para el estudio de sus  propiedades electromecánicas, así como su sensibilidad a factores del entorno (temperatura, humedad, líquidos, etc).
    • Unidad de síntesis de nanomateriales laminados: Síntesis de laminados por CVD.
    • Unidad de síntesis de nanomaterials por electrohilado: Producción de fotocatalizadores: electrohilado de materiales híbridos a partir de combinaciones polímero/semiconductor/nanocarbono y posteriores tratamientos térmicos de cristalización a partir de mediciones de rayos X in-situ en el difractómetro. El equipo permite la síntesis de una variedad grande de óxidos metálicos, siempre y cuando sea posible producirlos mediante reacciones de sol-gel.
    • Unidad de producción de nanocomposites: Fabricación de nanocompuestos con matrices poliméricas (termoplástico, termoestable) en forma de láminas/componentes para su posterior integración en compuestos laminados aeroespaciales, utilizando procesos que minimicen la cantidad y efecto de defectos en la estructura final y así se preserven las propiedades del material estructural.
  • Unidad de dispersión de nanopartículas en matrices poliméricas: Dispersion de nanocarbonos y otros nanomateriales en matrices termoestables, incluidas las de uso común en aplicaciones aeroespaciales (RTM6, base bisfenol Huntsman).

Equipos disponibles en la actualidad:

o Unidad de síntesis de fibra macroscópica de CNTs

  • Horno de tres zonas para crecimiento de fibras.
  • Sistema de inyección ajustable para crecimiento en el espectro SWNT – MWNT.
  • Sistema de adición de dopantes durante la reacción de CVD.
  • Control de porosidad mediante inyección/perfil de temperatura

o Unidad de tratamiento de fibras de CNTs

  • Sistema de bobinas para colección de material.
  • Diferencial de velocidad para estiramiento del material y control de velocidad de hilado en el rango 5 – 100 m/min.
  • Sistema de atomización de líquidos para densificar fibras.
  • Equipo para introducir líquidos o polímero dentro de las fibras porosas.
  • Sistema en línea de impregnación con resinas y termoplásticos

o Unidad de síntesis de nanomateriales laminados

  • Horno para crecimiento por CVD de materiales laminados.
  • Sistema de crecimiento en continuo mediante desplazamiento de sustratos.
  • Sistema de enfriamiento rápido de reacción.
  • Adaptación para crecimiento en sustratos no convencionales (e.g. CF).

o Unidad de síntesis de nanomaterials por electrohilado

  • Máquina de electrohilado de fibras poliméricas y de protofibras metálicas y de óxidos metálicos.
  • Diversas superficies de recolección de membranas: sustrato plano, rotatorio, malla.
  • Electrohilado de fibras coaxiales.
  • Cabezal para inyección múltiple.
  • Sistema de tratamiento térmico para cristalización de fibras inorgánicas.

o Unidad de producción de nanocomposites

  • Moldes plásticos y metálicos para producción de nanocomposites de acuerdo a normas.
  • Sistema de degasificación de volúmenes altos (> 1l) y con control de temperatura (hasta 120°C).
  • Hornos de curado, incluido de vacío.
  • Sistema de medición de temperatura real y de resistencia eléctrica durante curado.
  • Sistema de curado por corriente eléctrica.

o Unidad de dispersión de nanopartículas en matrices poliméricas

  • Calandra para dispersión de nanopartículas en matrices poliméricas.
  • Control de parámetros de cizalla: temperatura (-10 – 120°C), velocidad y separación entre rodillos.
  • Sistema de curado por corriente eléctrica.

Las tarifas variarán en función de los trabajos que se requieran (tipo de material, tipo de ensayos, número de muestras, normas de ensayo, etc).

Para poder obtener una oferta técnico-económica de los servicios de I+D contactar con el responsable del laboratorio luis.arevalo@imdea.org

Localización

C/ Eric Kandel, 2

Tecnogetafe

28906, Getafe, Madrid (España)

Cómo llegar

Teléfono: (+34) 91 549 34 22

Correo electrónico:

contact.materials@imdea.org

Equipamiento

Reactor y zona de manejo
Unidad de dispersión de nanopartículas