ES2604402T3 - Método de producción de nanopartículas generando una chispa eléctrica - Google Patents

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Abstract

Un método de producir nanopartículas en el intervalo de tamaño de 1 nm a 1000 nm a través de la síntesis de uno o más fluidos precursores, el método incluye proporcionar un medio fluido que comprende al menos un fluido precursor y generar una chispa eléctrica en dicho medio fluido para producir pirólisis de dicho al menos un fluido precursor en un núcleo de plasma caliente de vida corta de la chispa, el plasma tiene una extensión espacial pequeña, para producir al menos una especie radical, y para formar nanopartículas por nucleación en el medio fluido en una zona de reacción más fría que rodea el núcleo del plasma de la chispa, en donde dicha al menos una especie radical actúa como un reactivo o agente catalítico en la síntesis de material que compone dichas nanopartículas, en donde la chispa se crea por una descarga eléctrica que tiene una frecuencia entre 0,01 Hz y 1 kHz, y tiene una energía total entre 0,01 J y 1 J.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de produccion de nanopartmulas generando una chispa electrica Antecedentes de la invencion
Esta invencion se refiere a un proceso para la produccion de nanopartmulas por smtesis qmmica en vapor (CVS) que implica la pirolisis de al menos una especie precursora molecular.
El metodo CVS de produccion de partmulas se basa en la pirolisis de al menos un gas precursor. Para los fines de esta especificacion pirolisis se refiere al craqueo termicamente asistido de moleculas, aunque se pueden producir otros procesos de colision cinematica, a radicales tal como atomos e iones. La smtesis qmmica en vapor se refiere al proceso completo de ensamblar unidades mas grandes tal como moleculas, agrupamientos atomicos, nanopartmulas e incluso partmulas de escala micrometrica a partir de las especies reactivas producidas durante la pirolisis, o mediante su interaccion con las moleculas del gas sin reaccionar. Esta interaccion puede ser una reaccion qmmica directa o el fomento de una reaccion qmmica a traves de actividad catalttica.
En estos procesos la inclusion de bajas concentraciones de gases adicionales puede producir la inclusion de atomos dopantes en las nanopartmulas o la formacion de aleaciones. Los procesos que son conocidos para los expertos en la materia de la produccion de nanopartmulas a partir de la fase vapor incluyen pirolisis laser, smtesis en reactor de paredes calientes y pirolisis en plasma. Las nanopartmulas producidas por tales metodos son de significacion industrial por sus aplicaciones como fosforos, en electronica impresa, en tribologfa, fluidos magneticos y electrorreologicos, y en materiales nanocompuestos, asf como encuentran un amplio uso en investigacion cientffica avanzada.
El documento Keil D. G. et al. "Combustion synthesis of nanosized SiCxNy powders", Materials research society symposium proceedings; materials research society, Pittsburg, PA; EE UU, vol. 410, 1 enero 1996, (paginas 161166), divulga solo el uso de una chispa para encender una llama autopropagante (vease el resumen) para una reaccion qmmica exotermica convencional, en la que la chispa y su plasma localizado asociado no desempenan un papel adicional. La reaccion de combustion se produce despues de que la llama se haya apagado y en toda la camara.
Los documentos Vivet F. et al. "Synthesis and characterization of SiC:H ultrafine powder generated in an argon- silane-methane low-pressure radio-frequency discharge", Journal of applied physics, American institute of physics. Nueva York, EE UU, vol. 83, no. 12, 15 junio 1998, (paginas 7474-7481), y Mangolini L. et al. "High-Yield Plasma Synthesis of Luminescent Silicon Nanocrystals", Nano letters, American Chemical Society, EE UU, vol. 5, no 4, 1 abril 2005, (paginas 655-659), describen pirolisis de plasma excitado por RF convencional, en la que las chispas se evitan explfcitamente. En estos metodos, el campo de RF excita (es decir, genera un plasma) en la atmosfera entera. Esto tambien se produce continuamente a lo largo de un tiempo extendido. Tal proceso de excitacion es una descarga incandescente y no una chispa.
El documento Yoshihiko Kanemitsu "Capftulo 5 Silicon and Germanium Nanoparticles", Semiconductors and semimetals, academic press, San Diego, Ca, EE UU, vol. 49, 1 enero 1997, (paginas 157-204), describe la pirolisis laser de silano para producir nanopartmulas muy oxidadas. No se crea chispa electrica, sino mas bien una emision de luz instantanea - mas similar a la emision de luz emitida por un pedernal o una bengala - que solo indica que la reaccion se ha producido liberando energfa.
El documento US 2005/0258419 A1 describe un “microrreactor de plasma”, que usa un potencial de cc continuo entre dos electrodos. Esto es esencialmente una descarga incandescente continua y los electrodos se construyen como tubos para evitar chispas entre ellos.
Compendio de la invencion
En general, hay un metodo de producir nanopartmulas a traves de la smtesis de uno o mas fluidos precursores, en donde al menos uno de tales precursores experimenta pirolisis, o craqueo, iniciada por una chispa electrica, para producir una o mas especies radicales. La especie radical actua como un reactivo o agente catalftico en la smtesis del material que compone la nanopartmula que se forma por nucleacion en el medio fluido. En una forma de realizacion preferida los fluidos componen un medio gaseoso de baja presion, pero tal chispa tambien se puede hacer que se produzca en un lfquido aislante. En el ultimo caso, el lfquido mismo puede formar un material precursor o puede comprender una solucion que contiene los materiales precursores. Alternativamente, en un medio gaseoso, se pueden introducir materiales precursores lfquidos o solidos en la region de la chispa como un aerosol de partmulas o gotitas en una corriente de un gas portador. Este gas portador puede comprender el mismo un material precursor o ser inerte, y no participar en ningun proceso qmmico. Similarmente, se puede anadir un gas inerte a los gases precursores como un diluyente.
Segun la invencion se proporciona el metodo de la reivindicacion 1.
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La descarga electrica que forma la chispa preferiblemente tiene una frecuencia entre 1 Hz y 100 Hz.
La chispa tiene una energfa total entre 0,01 J y 10 J y preferiblemente entre 0,1 y 1 J.
Los materiales precursores pueden estar todos en forma gaseosa.
Alternativamente, al menos uno de los materiales precursores puede estar en forma lfquida, la dicha forma lfquida, el dicho Kquido es o bien un lfquido no conductor puro o una solucion no conductora de otros materiales en un solvente apropiado.
Alternativamente ademas, al menos uno de los materiales precursores puede normalmente ser un solido o lfquido e introducirse en la chispa como un aerosol compuesto de partfculas o gotitas en un gas portador.
En una forma de realizacion preferida del metodo, la condensacion rapida de las nanopartfculas lejos de la region de la chispa produce la formacion de nanopartfculas esfericas.
Las nanopartfculas esfericas pueden ser monocristalinas.
Las nanopartfculas pueden formar agrupamientos esfericos o elipsoidales compactos.
Las nanopartfculas se pueden aglomerar para formar cadenas, un agrupamiento ramificado o una red.
Las nanopartfculas pueden nuclear alrededor de una nanopartfcula preexistente para producir una nanopartfcula binaria con una estructura nucleo-cubierta.
En particular, las nanopartfculas pueden nuclear alrededor de nanopartfculas preexistentes inyectadas en regiones mas fnas del medio que rodea la chispa para formar nanopartfculas binarias con una estructura nucleo-cubierta.
Se pueden introducir diferentes materiales precursores a diferentes distancias de la chispa lo que permite la nucleacion de partfculas heterogeneas con un gradiente de composicion o una estructura nucleo-cubierta, que puede comprender multiples cubiertas.
Las nanopartfculas pueden comprender silicio.
Las nanopartfculas pueden comprender un compuesto de silicio, incluyendo sflice, carburo de silicio o nitruro de silicio.
Las nanopartfculas pueden comprender una aleacion de silicio incluyendo silicio dopado con boro, fosforo o arsenico, y tambien aleaciones de silicio-carbono y silicio-germanio.
Las nanopartfculas pueden comprender un polfmero.
Las nanopartfculas producidas por el metodo de la invencion comprenden materiales semiconductores inorganicos, y tienen superficies no aislantes para uso en aplicaciones electronicas y electricas en general y, espedficamente en esas aplicaciones donde se requieren propiedades semiconductoras.
Breve descripcion de las figuras
La figura 1 es un diagrama esquematico que muestra la produccion de nanopartfculas formadas usando una chispa electrica generada entre dos electrodos en la camara de reaccion de la figura 1;
La figura 2 es una imagen de microscopio electronico de transmision (MET) obtenida de nanopartfculas de silicio producidas segun el metodo de la invencion;
La figura 3 es un histograma de la distribucion de tamano de nanopartfculas de silicio producidas segun el metodo de la invencion;
La figura 4 es una imagen de MET a gran aumento de una nanopartfcula de silicio producida segun el metodo de la invencion; y
La figura 5 es un grafico de la resistividad del nanopolvo de silicio comprimido producido por el metodo de la invencion.
Descripcion de formas de realizacion preferidas
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En esta invencion, se usa una descarga electrica o chispa para realizar la pirolisis de uno o mas gases precursores, espedficamente para la produccion de nanopartmulas estables por smtesis qrnmica en vapor, que implica la pirolisis de al menos una especie precursora molecular y la nucleacion de las nanopartmulas en el medio gaseoso circundante. Se refiere particularmente a la smtesis de nanopartmulas de materiales semiconductores inorganicos, con superficies no aislantes para uso en aplicaciones electronicas y electricas en general, y espedficamente en esas aplicaciones donde se requieren propiedades semiconductoras.
Experimentos tempranos bien conocidos investigaron el uso de una chispa de alta energfa para fomentar la smtesis de moleculas organicas complejas a partir de gases precursores sencillos. Espedficamente, se produjeron compuestos tales como aminoacidos de la mezcla de gases, incluyendo metano, oxfgeno y amoniaco, esperados en la atmosfera de la tierra joven. El metodo de pirolisis por chispa se basa en la disociacion o craqueo de los gases precursores por la excitacion electrica de los electrones e iones en el plasma de la chispa. El proceso tiene similitudes con el metodo de pirolisis por laser pulsada, que tiene ciclos de calentamiento corto y enfriamiento rapido, pero se diferencia significativamente tanto en el metodo de excitacion como en la extension espacial del plasma y el perfil de temperatura asociado en el gas circundante. Similarmente el metodo descrito aqrn tiene similitudes superficiales a la smtesis qrnmica en vapor aumentada por plasma, como se describe en los documentos WO 2010/027959, US 2006/0051505 y US 2006/269690, que usa un acoplamiento de radiofrecuencia de la excitacion electrica, pero que excita eficazmente la atmosfera gaseosa entera.
Un metodo similar al descrito aqrn, que no implica el paso de pirolisis crucial, es la produccion de nanopartmulas bien conocida por un arco continuo entre dos electrodos separados, como se describe en los documentos WO 2003/022739 o JP 2010/095422, del que al menos uno esta hecho del material que compone las nanopartmulas. El material de uno o ambos electrodos se evapora en el plasma del arco, lo que produce la formacion de nanopartmulas mediante la nucleacion en el medio circundante. Las modificaciones conocidas a este metodo incluyen evaporar el material del electrodo en un medio reactivo, tal como aire u oxfgeno, para producir nanopartmulas de oxido.
La figura 1 muestra, esquematicamente, los procesos que se producen durante la smtesis qrnmica en vapor. Cuando se genera una descarga en arco entre dos electrodos (1), se producen especies radicales (2) por pirolisis de uno o mas precursores en el nucleo del plasma relativamente caliente de la chispa (3). Una o mas de las especies radicales resultantes experimentan interacciones en una region de reaccion mas fna (4) que rodea el nucleo del plasma de la chispa para formar las especies (5) que comprenden la nanopartmula deseada. Las interacciones entre las especies radicales, o entre las especies radicales y sin reaccionar, puede simplemente formar una ruta a la smtesis qrnmica, o al menos uno de tales radicales puede actuar como un agente catalttico que fomenta una reaccion entre cualquiera de las otras especies presentes. Mas particularmente tal reaccion catalttica debe implicar una o mas especies precursoras sin craquear.
La supersaturacion del producto final produce la nucleacion y crecimiento de las nanopartmulas (6) en el medio circundante. El tamano, morfologfa y estructura interna de las partmulas esta, por tanto, principalmente controlado por cinco factores: la presion y temperatura del medio circundante, y la longitud, energfa y duracion de la chispa. Se pueden producir nanopartmulas en el intervalo de tamano de 1 nm a 1000 nm, pero preferiblemente estan en el intervalo de 5 nm a 200 nm, y mas preferiblemente en el intervalo de 20 nm a 70 nm.
En esta invencion, se forma un plasma con una pequena extension espacial en la chispa. Por tanto, los procesos de craqueo son similares a los que se producen en smtesis qrnmica en vapor aumentada por plasma en que otros procesos de colision cinematica pueden desempenar un papel en el craqueo de las moleculas precursoras para formar las especies radicales. Otra similitud superficial con la smtesis qrnmica en vapor aumentada por plasma es la excitacion electrica del plasma, que se diferencia de la presente invencion en que esta directamente acoplada y solo excita una region limitada del medio directamente entre los dos electrodos y no la atmosfera gaseosa entera como en los metodos que emplean acoplamiento de radiofrecuencia usados en el estado de la tecnica.
Por tanto, en la presente invencion, el medio fluido contiene regiones mas fnas que en la smtesis qrnmica en vapor aumentada por plasma, de modo que las partmulas se pueden formar y enfriar a una velocidad mas rapida limitando de esta manera el crecimiento y la reorganizacion de los atomos o moleculas que constituyen la partmula. Por tanto, el metodo es mas adecuado para la produccion de partmulas esfericas pequenas, que pueden ser amorfas, policristalinas o monocristalinas. Mediante el control de los parametros ffsicos del material circundante, por ejemplo, para la smtesis en fase gas, la velocidad de flujo, presion, temperatura de la camara y la presencia de gases de extincion o dilucion, se puede controlar la cristalinidad y se pueden obtener partmulas monocristalinas esfericas en el intervalo de tamano deseado.
A diferencia de en la smtesis qrnmica en vapor aumentada por plasma, en el metodo divulgado aqrn la chispa y el plasma asociado son de corta duracion, y asf el perfil temporal del plasma tiene alguna similitud al encontrado en pirolisis por laser pulsado, que tiene ciclos de calentamiento cortos y de enfriamiento mas largos. Sin embargo, el presente metodo se diferencia significativamente no solo en el metodo de excitacion, sino tambien en la extension espacial del plasma y, por tanto, el perfil de temperatura en el medio circundante. Mas particularmente, en la presente invencion la chispa no calienta significativamente el medio circundante.
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La variacion de la temperatura y presion en el medio circundante se puede usar para cambiar las velocidades de nucleacion y condensacion de las partreulas permitiendo la formacion de estructuras mayores. En particular, se pueden fusionar partreulas in situ para formar agrupamientos esfericos o elipsoidales compactos, cadenas, agrupamientos ramificados o redes dendnticas complejas. A temperatures elevadas, si se deja que las nanopartfculas impacten sobre un sustrato, el metodo puede ser adecuado para la deposicion de capas compactas y recubrimientos.
La invencion se puede usar para producir nanopartfculas de la mayona de los materiales cuyos precursores se pueden introducir en la chispa en la fase gas o lfquida o como un aerosol. En el aerosol el gas portador puede o bien ser inerte o estar compuesto de uno de los materiales precursores. Por tanto, la invencion incluye la fabricacion de nanopartfculas de todos los materiales que se sabe que se depositan como pelfculas finas en procesos de deposicion qmmica de vapor (CVD), tal como semiconductores, metales y ceramicos. De una manera analoga a la mayona de los procesos de deposicion qmmica de vapor, dopar y alear se puede lograr mezclando el precursor y dopantes antes de alimentar la mezcla en la camara, o inyectandolos por separado en la region de la chispa. Similarmente, la inclusion de otras fases, por ejemplo, para la produccion de una partfcula binaria con una estructura de nucleo y cubierta, se puede lograr por inyeccion de un aerosol en la region de nucleacion que rodea la chispa.
Los metodos divulgados son particularmente adecuados para la produccion de nanopartfculas compuestas de: silicio; sus compuestos tal como sflice, nitruro de silicio y carburo de silicio; y sus aleaciones incluyendo, entre otras, silicio dopado con boro y dopado con fosforo, asf como aleaciones silicio-carbono y silicio-germanio.
Se pueden producir polfmeros y otras nanopartfculas organicas, asf como fases de carbono tal como nanotubos y moleculas de buckminsterfullereno, usando la chispa para pirolizar el precursor de un radical catalftico en un proceso similar a que se produce en el filamento caliente en deposicion qmmica de vapor iniciada como se describe por Gleeson et al en el documento WO2007145657. De particular relevancia son los fluorocarbonos, como se divulga en el documento WO9742356, y poliglicidilmetacrilato (PGMA), que se pueden nuclear alrededor de un nucleo de una nanopartfcula metalica o ceramica preexistente como se ha divulgado anteriormente.
En una forma de realizacion preferida de la invencion se produce una chispa en un medio gaseoso dentro de una camara de reaccion por la aplicacion de un potencial electrico alto entre dos electrodos. La camara de reaccion puede variar de tamano y se puede construir de acero inoxidable o vidrio o cualquier otro material adecuado y se sella a la atmosfera por juntas toricas o similares, que previenen el ingreso del aire en la camara. La camara de reaccion se llena con gases precursores que se introducen en la camara de reaccion, y cuya velocidad de flujo y presion se pueden regular. Segun la invencion la morfologfa, estructura, cristalinidad y tamano de las nanopartfculas producidas por la pirolisis de la chispa pueden estar afectados por la variacion en la distancia del descargador de chispa, energfa de la chispa, presion dentro de la camara de reaccion, la velocidad de flujo y composicion de los gases precursores.
Los electrodos pueden constituir cualquier material conductor, pero se prefiere un metal refractario con un punto de fusion y resistencia a la corrosion altos. De la experiencia el hilo de tungsteno ha demostrado ser un material de electrodo excelente. Se producira una chispa solo si las condiciones para la ionizacion del gas en la camara se satisfacen. Las condiciones estan determinadas por la presion, diferencia de potencial y distancia a la chispa. Por tanto, para un descargador de chispa fijo el potencial sobre el descargador de chispa tendra que ser lo suficientemente alto para iniciar la chispa a una presion particular. La localizacion de la chispa dentro de la camara, asf como el tamano de la camara tambien se puede variar para afectar el tamano de partfcula y aglomeracion de las nanopartfculas. La velocidad de nucleacion de las nanopartfculas se puede regular ademas controlando la temperatura de la camara o bien enfriando o calentando.
El gas o gases precursor(es) se puede(n) introducir en la camara de reaccion a traves de una entrada unica o traves de multiples entradas en la misma o diferentes localizaciones en la camara, lo que permite variar espacialmente la distribucion de los precursores y especies reactivas. Como ejemplo, uno o mas gases se pueden distribuir radialmente dentro de la camara, lo que facilita el crecimiento de las nanopartfculas con un gradiente en su composicion o una estructura nucleo-cubierta, con la posibilidad de multiples cubiertas, ya que diferentes especies nuclean a diferentes distancias de la chispa.
Ejemplo: produccion de nanoparticulas de silicio dopado
Para ilustrar el metodo de la invencion mas completamente, la produccion de nanoparticulas de silicio de tipo p se usa como un ejemplo. El gas precursor era monosilano puro (SiH4) diluido con el 0,1% en volumen de diborano (B2H6), que se administro a la camara de reaccion a una velocidad de flujo de 50 sccm y se mantuvo a una presion de 80 mbar. El nivel de dopado en las nanoparticulas resultantes se puede controlar variando la concentracion de diborano desde aproximadamente 1 parte por millon a en exceso del 10% en volumen. Se puede anadir cualquier otro dopante conocido a las nanoparticulas mediante la inclusion de sus respectivos precursores conocidos. Como un ejemplo particular, el dopado de tipo n con fosforo se alcanza por la adicion de fosfina o difosfina, y con arsenico por la adicion de arsano.
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Se pueden usar otros precursores de silicio conocidos tal como disilano, y silanos halogenados, tal como los clorosilanos o fluorosilanos. Se puede usar un gas diluyente inerte tal como argon o helio. La dilucion del gas precursor con hidrogeno, como se sabe bien en la deposicion qmmica de vapor de pelfculas de silicio, tambien resultara en la produccion de nanopartfculas, pero no se recomienda para la obtencion de una superficie estable. Se pueden producir partfculas que comprenden oxidos, nitruros y oxinitruros, o con una capa de superficie compuesta de tales materiales, usando uno cualquiera o ambos de oxfgeno y nitrogeno como los gases diluyentes, respectivamente.
Similarmente, se pueden sintetizar partfculas que comprenden aleaciones o compuestos de silicio con otros elementos, incluyendo los precursores conocidos para practicantes de la deposicion qmmica de vapor para estos materiales. Esta lista es extensa, y no se debe restringir a los siguientes ejemplos. Se puede incluir carbono, para sintetizar nanopartfculas de carburo de silicio o aleaciones de silicio-carbono, por ejemplo, mediante la adicion de metano, un alcano de cadena corta tal como etano, propano o butano, o alqueno tal como etano o propeno, como un gas precursor secundario, o un compuesto aromatico u otro hidrocarburo superior en forma nebulizada. Similarmente se pueden producir nanopartfculas que comprenden aleaciones de silicio-germanio, o germanio elemental, mediante la adicion, o sustitucion, del silano con un germano correspondiente.
La fuente de alimentacion de alto voltaje usada para generar la chispa se dejo en modo de carrera libre, con un condensador repetidamente cargando y descargando a traves del descargador de chispa. En esta organizacion, la frecuencia media de la descarga de la chispa y su energfa depende del voltaje de ruptura, que depende del tamano del descargador de chispa y la presion dentro de la camara de reaccion. En el presente ejemplo la frecuencia de la chispa es 9,5 Hz y la energfa de la chispa en la region de 0,6 J.
En un proceso alternativo, se puede usar un pulso de alto voltaje modulado, por ejemplo, pero no limitado a, una forma de onda cuadrada, triangular, sinusoidal o media onda rectificada, con una frecuencia definida menor de 1 kHz, y mayor de 0,01 Hz. Lo mas preferiblemente la frecuencia de la chispa debe ser entre 1 Hz y 100 Hz, con una energfa total por chispa entre lo mas preferiblemente de 0,1 a 1 J.
Las nanopartfculas de silicio producidas segun el ejemplo de la invencion descrito anteriormente se muestran en la imagen de MET de la figura 2. Las nanopartfculas de silicio son esfericas con un diametro medio de partfcula entre 20 y 40 nm como se muestra en el histograma de distribucion de tamano de partfcula de la figura 3. Los histogramas representan nanopartfculas de silicio intrmsecas producidas a 40 mbar.
Las nanopartfculas de silicio producidas segun el metodo de la invencion, a 80 mbar con diborano al 0,1%, son monocristalinas. Esto se revela en las imagenes de MET en la figura 4, por la estructura de rejilla visible en la partfcula entera. Muestra como la estructura cristalina se extiende por completo, hasta la capa atomica exterior de la partfcula.
Tanto el tamano como la cristalinidad de las nanopartfculas, se pueden modificar por control de la velocidad de nucleacion y la temperatura en la zona de nucleacion variando la energfa de la chispa, presion y velocidad de flujo de los gases en la camara de reaccion. La nucleacion rapida produce la formacion de partfculas esfericas, y a alta presion producira una estructura interna policristalina o amorfa. A mayores velocidades de flujo las partfculas seran mas pequenas y menos aglomeradas. Por tanto, el control del flujo del gas, y los parametros de reaccion tambien pueden permitir la smtesis de estructuras grandes que comprenden nanopartfculas, tal como agrupamientos esfericos o elipsoidales compactos, agrupamientos dendnticos ramificados y grandes cadenas de partfculas.
El dopado de las nanopartfculas de silicio con boro se confirmo por una reduccion en la resistividad con un aumento en la concentracion del gas precursor diborano. La resistividad de las partfculas producidas segun el metodo de la invencion se midio comprimiendo una cantidad medida de nanopolvo de silicio de referencia y la misma cantidad de nanopolvo producido por el metodo de la invencion, a la misma densidad, entre dos rodillos conductores. La resistividad de las nanopartfculas de silicio producidas segun la invencion, a 80 mbar con concentraciones de diborano del 0,01%, el 0,1% y el 1%, se muestra en la figura 5. La disminucion en la resistividad con la concentracion creciente de diborano indica un aumento en la concentracion de dopado en las nanopartfculas de silicio producidas segun la invencion.

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de producir nanopartfculas en el intervalo de tamano de 1 nm a 1000 nm a traves de la smtesis de uno o mas fluidos precursores, el metodo incluye proporcionar un medio fluido que comprende al menos un fluido precursor y generar una chispa electrica en dicho medio fluido para producir pirolisis de dicho al menos un fluido precursor en un nucleo de plasma caliente de vida corta de la chispa, el plasma tiene una extension espacial pequena, para producir al menos una especie radical, y para formar nanopartfculas por nucleacion en el medio fluido en una zona de reaccion mas fna que rodea el nucleo del plasma de la chispa, en donde dicha al menos una especie radical actua como un reactivo o agente catalftico en la smtesis de material que compone dichas nanopartmulas, en donde la chispa se crea por una descarga electrica que tiene una frecuencia entre 0,01 Hz y 1 kHz, y tiene una energfa total entre 0,01 J y 1 J.
  2. 2. Un metodo segun la reivindicacion 1 en donde el fluido precursor comprende al menos un material precursor en forma gaseosa.
  3. 3. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 en donde el fluido precursor comprende al menos un material precursor en forma lfquida, que o bien es un lfquido no conductor puro o una solucion no conductora de otros materiales en un solvente apropiado.
  4. 4. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en donde el fluido precursor comprende al menos un material precursor que es normalmente un solido o lfquido y se introduce en la chispa como un aerosol compuesto de partmulas o gotitas en un gas portador.
  5. 5. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en donde la condensacion rapida de las nanopartmulas lejos de la region de la chispa produce la formacion de nanopartmulas esfericas.
  6. 6. Un metodo segun la reivindicacion 5 en donde las nanopartmulas esfericas son monocristalinas.
  7. 7. Un metodo segun la reivindicacion 5 o la reivindicacion 6 en donde las nanopartmulas forman agrupamientos
    esfericos o elipsoidales compactos.
  8. 8. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en donde las nanopartmulas se aglomeran para formar cadenas, un agrupamiento ramificado o una red.
  9. 9. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en donde las nanopartmulas nuclean alrededor de nanopartmulas preexistentes para producir nanopartmulas binarias con una estructura de nucleo-cubierta.
  10. 10. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en donde diferentes materiales precursores se introducen a diferentes distancias de la chispa lo que permite la nucleacion de partmulas heterogeneas con o bien un gradiente de composicion o una estructura nucleo-cubierta.
  11. 11. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 en donde las nanopartmulas comprenden silicio;
    un compuesto de silicio incluyendo sflice, carburo de silicio, o nitruro de silicio; o una aleacion de silicio
    incluyendo silicio dopado con boro, fosforo o arsenico, una aleacion de silicio-carbono o una aleacion de silicio-germanio.
  12. 12. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 en donde las nanopartmulas comprenden un polfmero.
  13. 13. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 en donde las nanopartmulas comprenden materiales semiconductores inorganicos y tienen superficies no aislantes para uso en aplicaciones electronicas y electricas en general, y espedficamente en esas aplicaciones donde se requieren propiedades semiconductoras.
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