NovaCentrix ha estado fabricando nanopartículas con procesos de arco pulsado desde 1999 (entonces Nanotechnologies, Inc.), cuando inicialmente usamos un pistola electrotérmica para fabricar nanopartículas de cerámica. Este dispositivo fue pensado originalmente para fines militares, pero nos dimos cuenta de que si se eliminaba el proyectil de esta pistola, el intenso chorro de plasma generado por la descarga de arco confinado de 100 MW dentro del orificio podría usarse para ablacionar uno de los electrodos a su salida. Cuando se descarga en un tanque que contiene un gas reactivo, como oxígeno o amoníaco, este material ablacionado podría combinarse con el gas para formar el compuesto más favorable cinéticamente, como un óxido o nitruro, en forma de nanopartícula.
A principios de la década de 2000, el proceso de pistola electrotérmica fue reemplazado por una versión más escalable, llamada síntesis de nanopartículas por arco pulsado (PANS). Este proceso, que se utiliza hasta el día de hoy, implica la descarga de un arco eléctrico intenso (~100 kA) y de corta duración (~1 ms) entre dos varillas de metal en una atmósfera gaseosa. Los extremos de las varillas se ablacionan y se calientan mediante el arco para crear un plasma metálico denso que se expande supersónicamente en el gas circundante. Esta mezcla rápida enfría el plasma, lo que permite que los vapores metálicos se condensen y formen un aerosol denso de nanopartículas. Después de la formación, el gas se filtra para eliminar las nanopartículas y se devuelve a la cámara de reacción. Luego, las varillas de metal se indexan entre sí en preparación para la descarga del arco posterior.
A diferencia del proceso de pistola electrotérmica, hay impurezas mínimas, por lo que también se pueden fabricar nanopartículas metálicas con el proceso PANS cuando la cámara de reacción está llena con un gas inerte, como argón o helio.
El proceso PANS genera pocos subproductos. Toda porción de los electrodos que no contribuya a la formación de nanopartículas se recicla. Como el PANS es un proceso semiautomatizado, la capacidad de producción de un solo reactor es de más de una tonelada métrica de nanopartículas al año.
Uno de los descubrimientos más notables derivados del desarrollo de PANS provino de la variación de la duración del pulso de la descarga de arco. Gracias a esta capacidad, el tamaño promedio de las nanopartículas producidas pudo controlarse en un orden de magnitud, desde aproximadamente 10 nm hasta 100 nm. Cuando NovaCentrix descubrió el proceso de curado fotónico en 2004, utilizando un flash de cámara común, se aprovechó la tecnología del proceso PANS para crear la lámpara de flash más potente disponible comercialmente en el mundo: PulseForge . Siguiendo la filosofía del proceso PANS, el control electrónico de la duración del pulso se convirtió en parte integral de todas las herramientas PulseForge para ajustar la potencia suministrada y procesar térmicamente una variedad de películas delgadas.
La tecnología PulseForge , su familia de herramientas, junto con más de 100 patentes, se escindieron de NovaCentrix como una empresa filial llamada PulseForge, Inc. en enero de 2022.
