Nanotozların
pirolitik sentezi (pirolizle nanotoz sentezi), metaller, alaşımlar veya
kimyasal bileşiklerin (oksitler, boridler, niridler, karbidler),
nanotozlarının elde edildiği yöntemdir. Sentez, heteroorganik ve metal-organik
bileşiklerin, hidroksitlerin, karbonillerin, formitlerin, nitratların,
oksalatların, amidlerin, imidlerin ve diğer bileşiklerin termal dekompozisyonuna
(belirli bir sıcaklıkta, sentezlenen substans ve gaz üretilir) dayanır.
Nanotozların
pirolitik sentezininin en çok kullanılan metot aerosol sprey pirolizdir.
Diğer bir piroliz
tekniği, bir darbe (impakt) tüpünde metal-organik bileşiklerin dekompozisyonu
ve takiben de serbest metal atomlarının, aşırı doymuş buhardan
yoğunlaştırılmasıdır. Uzun bir çelik tüp (her iki ucu sızdırmaz), folyo bir
filmden yapılmış ince bir membranla eşit olmayan iki bölüme ayrılır. Kısa
bölüm, % 0.1-2.0 mol metal-organik bir bileşik içeren argon (1.000-2.500 Pa
basınta) ile doldurulur. Diğer bölüme, membran kırılncaya hadar helyum ve azot
karışımı doldurulur. Membranın kırılmasını bir darbe dalgası izler (dalga yüzü
sıcaklığı 1000-2000 K). Gazın şok dalga ısıtması, metal-organik bileşiğin
birkaç mikrosaniyede parçalanmasına ve hızla yoğunlaşabilen bir aşırı doymuş
buhar oluşumuna neden olur.
Termal
dekompozisyonun en büyük eksikliği, prosesin zayıf seçiciliğidir; reaksiyon
ürünü genellikle hedef ürünün diğer bileşiklerle bir karışımıdır. Piroliz ile
sentezlenen tozların ortalama tane (grain) boyutu, öncüllerin yapısına bağlıdır
ve 50-300 nm arasında olabilir.
Lazer pirolizi günümüzde farklı nanotozların sentezinde
kullanılmaktadır; örneğin, seramik nanotozlar (SiC, Si3N4
ve Si-CN ara bileşikler gibi), yüksek-kuvvette (strength) seramik monolitler,
demir oksit bazlı nanopartiküller (biyo-tıbbi uygulamada kontrast madde), saf
Si nanopartiküller (opto-elektronik cihazlarda) gibi.
Si nanotozları üretmek için
kullanılan deney sistemi şematik
