纳米粒子制造系统技术方案

本发明专利技术公开一种纳米粒子制造系统；此纳米粒子制造系统使用光导管将激光源所提供的激光直接引导至位于消熔腔体内的靶材的表面，藉此方式避免激光可能受到消熔腔体内冷却液体的影响而产生例如反射与折射等光学效应。此外，于本发明专利技术所提供的纳米粒子制造系统之中，是将光导管的一光导出端与该靶材之间的距离控制在一特定距离(<5mm)；如此设计，即使激光源所提供的激光为一低功率(<30mJ/pulse)的激光，该激光亦能够藉由激光消熔将所述靶材制成多个纳米粒子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米粒子的
，尤其涉及一种纳米粒子制造系统。
技术介绍
纳米粒子是由几十个到几百个原子所组成固体微细颗粒，一般是指粒径介于1nm至100nm之间的超微颗粒，具有非常特别的物理特性与化学特性。在化学领域中，利用纳米技术所制成的催化剂显现出极高的催化效率；在电子领域中，纳米级金属导线被制成金属网格(metal mesh)而应用于触控面板之中。另外，铝与铅等特殊金属是能够以纳米技术制成超导体。由此可知，纳米技术与纳米材料已然广泛地应用在化学、材料、光电、生物、与医药等领域之中。有鉴于纳米材料具有广泛的应用，科学家积极地尝试研发各种制造纳米颗粒或纳米单元的方法。金属纳米粒子的制备可分成激光消熔法(laser ablation method)、金属气相合成法(metal vapor synthesis method)、以及化学还原法(chemical reduction method)；其中，激光消熔法为常见的一种纳米颗粒或纳米单元的制造方法。请参阅图1，现有的激光消熔设备的架构图。如第一图所示，现有的激光消熔设备1’系包括：一激光源10’、一基板11’、一聚焦透镜12’、一消熔腔体13’、一第一混合腔体14’、一第一泵15’、一第二混合腔体14a’、以及一第二泵15a’。其中，该基板11’设置于该消熔腔体13’的底部，且其上放置有一靶材2’，例如一金属块。承上述说明，激光源10’所发射的一激光经由聚焦透镜12’所聚焦，接着该激光通过设置于消熔腔体13’顶部的一透明窗130’而射向放置于消熔腔体13’底部的该靶材2’。受到功率控制在90mJ/pulse的激光的照射，靶材2’之上会发生金属消熔现象，使得，一高密度金属原子云团在靶材2’之上生成；进一步地，藉由充于该消熔腔体13’之中的界面活性溶液3’的作用(例如：sodium dodecyl sulfate，简称SDS)，多个金属纳米粒子即生成于该消熔腔体13’之中。如图1所示，所生成的金属纳米粒子是经由第一收集管路131’与第二收集管路131a’而分别运送至第一混合腔体14’与第二混合腔体14a’。其中，第一泵15’通过第一溶液输入管路151’输入一第一高分子溶液进入该第一混合腔体14’之中，且第二泵15a’通过第二溶液输入管路151a’输入一第二高分子溶液(或该第一高分子溶液)进入该第二混合腔体14a’之中。如此，多个金属纳米粒子与第一高分子溶液便能够于第一混合腔体14’的中混合成一第一纳米高分子溶液，且该多个金属纳米粒子与第二高分子溶液于第二混合腔体14a’之中混合成一第二纳米高分子溶液。最终，所述第一纳米高分子溶液及第二纳米高分子溶液系经由一第一输出管路141’与一第二输出管路141a’而分别被运送至后端的一第一成品加工区(first product process stage)与一第二后制加工区(second product process stage)，进以经由后制加工而成为一第一复合纳米单元与一第二复合纳米单元。图1所述的激光消熔设备1’虽然为已广泛地应用于制作各种复合纳米产品，然，所述激光消熔设备1’仍具有以下主要的缺点：(1)于该激光消熔设备1’之中，必须将激光的功率精准控制在90mJ/pulse，才能够于靶材2’之上产生金属消熔现象。可想而知，应用于该激光消熔设备1’之中的激光源10’必须为一高功率、高精准度的激光产生装置，其购置成本势必相当高。(2)此外，该激光消熔设备1’使用聚焦透镜12’将激光聚焦至靶材2’之上藉以通过激光的高能量而于靶材2’上引发金属消熔现象；然而，基于靶材2’(即，金属块材)的表面可能凹凸不平之故，由金属消熔现象所生成的多个金属纳米粒子之间可能会缺乏粒径的均一性。(3)承上述第1点，由于该消熔腔体13’之中充有界面活性溶液3’，故当激光射入该消熔腔体13’内部时，部分的激光可能受到界面活性溶液3’的影响而产生例如反射与折射等光学效应，导致激光的入射率的下降，进而造成设备的使用成本的增加。因此，有鉴于现有的激光消熔设备1’是于实务应用上显现诸多缺陷，本专利技术提供一种纳米粒子制造系统。
技术实现思路
本专利技术的主要目的，在于提供不同于现有的纳米粒子制造设备的一种纳米粒子制造系统；此纳米粒子制造系统是使用光导管将激光源所提供的激光直接引导至位于消熔腔体内的靶材的表面，藉此方式避免激光可能受到消熔腔体内冷却液体的影响而产生例如反射与折射等光学效应。此外，于本专利技术所提供的纳米粒子制造系统之中，将光导管的一光导出端与该靶材之间的距离控制在一特定距离(<5mm)；如此设计，即使激光源所提供的激光为一低功率(<30mJ/pulse)的激光，该激光亦能够藉由激光消熔将所述靶材制成多个纳米粒子。因此，为了达成本专利技术的主要目的，本专利技术提出一种纳米粒子制造系统，包括：一消熔腔体，其顶部设有一透明窗；一基板，设于该消熔腔体之中，用以置放一靶材；一冷却液体输入装置，通过一冷却液体输送管而连接于该消熔腔体，用以输入一冷却液体于该消熔腔体之中；其中，该冷却液体的一液面高度与该透明窗的一设置高度之间相距一第一距离；并且，该液面高度与该靶材的表面之间相距一第二距离；一激光源，提供一激光；至少一光导管，具有一光导入端与一光导出端；其中，该光导入端连接于该激光源，且该光导出端延伸进入该消熔腔体内部，使得该光导出端与该靶材的表面之间相距一第三距离；其中，当所述的激光经该至少一光导管被导入该消熔腔体的内部并射向该靶材之后，该靶材会被该激光消熔成为多个纳米粒子。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1现有的激光消熔设备的架构图；图2本专利技术的一种纳米粒子制造系统的示意性架构图；图3消熔腔体、光导管与低压均质装置的示意性连接架构图；图4一纳米单元制造系统的第一示意性架构图；以及图5纳米单元制造系统的第二示意性架构图。其中，附图标记本专利技术1 纳米粒子制造系统11 消熔腔体12 基板13 冷却液体输入装置14 激光源15 光导管1A 靶材递送装置1B 液面控制装置1C 低压均质装置111 透明窗2 靶材131 冷却液体输送管d1 第一距离d2 第二距离d3 第三距离151 光导入端152 光导出端16 初级混合装置17 高分子材料输入装置18 次级混合装置19 纳米单元成形装置1D 第一高压均质装置1E 第二高压均质装置112 纳米粒子输送管171 高分子材料输送管161 第一混合溶液输送管181 第二混合溶液输送管第一混合溶132 第一流速控制阀172 第二流速控制阀1R 造粉装置现有技术1’ 激光消熔设备10’ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米粒子制造系统，其特征在于，包括：一消熔腔体，其顶部设有一透明窗；一基板，设于该消熔腔体之中，用以置放一靶材；一冷却液体输入装置，通过一冷却液体输送管而连接于该消熔腔体，用以输入一冷却液体于该消熔腔体之中；其中，该冷却液体的一液面高度与该透明窗的一设置高度之间相距一第一距离；并且，该液面高度与该靶材的表面之间相距一第二距离；一激光源，提供一激光；至少一光导管，具有一光导入端与一光导出端；其中，该光导入端连接于该激光源，且该光导出端延伸进入该消熔腔体内部，使得该光导出端与该靶材的表面之间相距一第三距离；其中，当所述的激光经该至少一光导管被导入该消熔腔体的内部并射向该靶材之后，该靶材会被该激光消熔成为多个纳米粒子。

【技术特征摘要】
1.一种纳米粒子制造系统，其特征在于，包括：一消熔腔体，其顶部设有一透明窗；一基板，设于该消熔腔体之中，用以置放一靶材；一冷却液体输入装置，通过一冷却液体输送管而连接于该消熔腔体，用以输入一冷却液体于该消熔腔体之中；其中，该冷却液体的一液面高度与该透明窗的一设置高度之间相距一第一距离；并且，该液面高度与该靶材的表面之间相距一第二距离；一激光源，提供一激光；至少一光导管，具有一光导入端与一光导出端；其中，该光导入端连接于该激光源，且该光导出端延伸进入该消熔腔体内部，使得该光导出端与该靶材的表面之间相距一第三距离；其中，当所述的激光经该至少一光导管被导入该消熔腔体的内部并射向该靶材之后，该靶材会被该激光消熔成为多个纳米粒子。2.根据权利要求1所述的纳米粒子制造系统，其特征在于，该冷却液体为下列任一者：有机相冷凝液或水相冷凝液。3.根据权利要求1所述的纳米粒子制造系统，其特征在于，该消熔腔体由聚四氟乙烯所制成。4.根据权利要求1所述的纳米粒子制造系统，其特征在于，该靶材为一惰性金属靶材。5.根据权利要求1所述的纳米粒子制造系统，其特征在于，该光导管为下列任一者：光纤或石英玻璃柱。6.根据权利要求1所述的纳米粒子制造系统，其特征在于，该第一距离小于5mm，该第二距离小于5cm，且该第三距离小于5mm。7.根据权利要求1所述的纳米粒子制造系统，其特征在于，更包括：一靶材递送装置，连接于该消熔腔体，用以将该靶材送进该消熔腔体之内；一液面控制装置，连接于该消熔腔体，用以检测该冷却液体的该液面高度，并藉由充入/抽出该冷却液体的方式，进而将该液面高度与该设置高度之间的距离控制在所述的第一距离；一低压均质装置，连接于该消熔腔体，用以循环该消熔腔体之内的该冷却液体，以加速该多个纳米粒子生成于该冷却液体之中；以及一恒温系统，连接于该消熔腔体，用以维持该冷却液体的温度。8.根据权利要求4所述的纳米粒子制造系统，其特征在于，该基板的材质相同于该靶材的材质。9.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐上文，
申请(专利权)人：京华堂实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71