Sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku (ZnO NPs) o jak najmniejszej zawartości stabilizującej warstwy organicznej. Ciekawym rozwiązaniem, które jak dotąd nie było rozważane, jest zastosowanie prostych, niskocząsteczkowych związków organicznych o właściwościach solwatujących i koordynujących jako efektywnych ligandów typu L. Sposób syntezy będący przedmiotem wynalazku umożliwia otrzymywanie stabilnych, jednorodnych ZnO NPs o rozmiarach rdzenia mieszczących się w zakresie od 1 nm do 10 nm, stabilizowanych przez neutralne krótkołańcuchowe ligandy organiczne o charakterze donorowym oraz charakteryzujących się zestawem unikalnych i niezmiennych w czasie właściwości fizykochemicznych. Zastosowane w procesie syntezy rozpuszczalniki mogą pełnić dwojaką funkcję, są zarówno środowiskiem reakcji, jak również, jako ligandy organiczne typu L efektywnie stabilizują powierzchnię otrzymanych nanocząstek ZnO. Prezentowany proces nie wymaga dodatku długołańcuchowych związków organicznych o właściwościach powierzchniowo czynnych, np. surfaktantów.

Prezentowana metoda wytwarzania ZnO NPs otwiera nowe możliwości pozyskania materiałów tlenowo-cynkowych o unikalnych właściwościach fizykochemicznych, tj. jednorodności, rozpuszczalności, stabilności w środowisku rozpuszczalników organicznych oraz w środowisku wodnym, a także właściwościach luminescencyjnych. Przedstawione cechy uzyskanych nanomateriałów ZnO umożliwiają ich niezwykle szerokie potencjalne zastosowanie w wielu obszarach, m.in.:
- w badaniach naukowych jako komercyjny nanomateriał modelowy, m.in. ze względu na stabilność, jednorodność i możliwości dalszej modyfikacji post-syntetycznej materiału (np. funkcjonalizację powierzchni);
- w perowskitowych ogniwach słonecznych jako warstwy transportującej elektrony ze względu na niską zawartość warstwy organicznej, co umożliwia efektywny transport ładunku i ograniczenie procesów rekombinacji;
- elektronice i optoelektronice; dzięki jednorodności i rozpuszczalności w szerokiej gamie rozpuszczalników, ZnO NPs otrzymane proponowaną metodą mają szanse znaleźć zastosowanie w druku strumieniowym do elastycznej elektroniki drukowanej;
- w sensorach i biosensorach, katalizie i fotokatalizie (m.in. jako fotokatalizatory w procesach oczyszczania powietrza i wody lub składniki sensorów gazów); niska zawartość warstwy stabilizującej umożliwia potencjalne efektywne prowadzenie procesów katalitycznych oraz przyłączanie cząsteczek na powierzchni nanomateriału;
- w biologii i medycynie; opracowana metody wytwarzania ZnO NPs umożliwia otrzymanie materiałów stabilnych w środowisku wodnym oraz pozwala na funkcjonalizację ich powierzchni i zastosowanie np. jako nośniki leków;
- w materiałach antybakteryjnych (w tym opakowaniach spożywczych), produktach kosmetycznych ze względu na potencjalną aktywność biologiczną materiału;
- jako składnik zaawansowanych materiałów hybrydowych, m.in. układów luminescencyjnych.

nanocząstki, tlenek cynku, ligandy krótkołańcuchowe, ligandy typu L, rozpuszczalniki solwatujące, rozpuszczalniki koordynujące, jednorodność, stabilność, fotowoltaika, elektronika, aplikacje biologiczne

Zastosowanie nanocząstek tlenkowo-cynkowych uzyskanych w ramach opracowanego wynalazku ma szansę wpisać się w rozwój zaawansowanych i wydajnych urządzeń (m.in. elektronicznych, fotowoltaicznych, sensorycznych). Wytwarzanie jednorodnych, stabilnych materiałów o niezmiennych w czasie właściwościach fizykochemicznych, niskiej zawartości stabilizującej warstwy organicznej, powtarzalność procesu syntezy oraz możliwość modyfikacji post-syntetycznej z pewnością przyczyni się do wyjścia poza skalę laboratoryjną do skali przemysłowej i pozwoli na wprowadzenie dobrze zdefiniowanych ZnO NPs do urządzeń i materiałów powszechnego użytku. Przewidywanym korzystnym efektem zastosowania materiałów w dalszych etapach komercjalizacji jest poszerzenie oferty produktów dostępnych na rynku oraz obniżenie kosztów produkcji urządzeń w stosunku do aktualnie stosowanych rozwiązań, m.in. ze względu napotencjalnie większą efektywność i jakość otrzymanych systemów zawierających opracowane ZnO NPs

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku