NovaCentrixは1999年（当時はNanotechnologies, Inc.）からパルスアークプロセスでナノ粒子を製造しており、当初は 電熱銃 セラミックナノ粒子を作るために。この装置はもともと軍事目的のために作られたものですが、この銃から発射される弾丸をなくせば、銃身内の 100MW の限定アーク放電から発生する強力なプラズマ ジェットを使って、飛び出すときに電極の XNUMX つをアブレーションできることに気づきました。酸素やアンモニアなどの反応性ガスが入ったタンクに放出されると、アブレーションされた物質はガスと結合して、酸化物や窒化物など、最も運動学的に好ましい化合物をナノ粒子の形で形成します。
2000 年代初頭、電熱ガン プロセスは、よりスケーラブルなバージョンであるパルスアーク ナノ粒子合成 (PANS) に置き換えられました。今日まで使用されているこのプロセスでは、ガス雰囲気中の 100 本の金属棒の間で強力 (約 1 kA)、短時間 (約 XNUMX ミリ秒) の電気アークが放電されます。棒の端はアークによってアブレーションされ、加熱されて高密度の金属プラズマが生成され、それが周囲のガスに超音速で広がります。この急速な混合によってプラズマが冷却され、金属蒸気が凝縮してナノ粒子の高密度エアロゾルが形成されます。形成後、ガスはフィルター処理されてナノ粒子が除去され、反応室に戻されます。その後、金属棒は、次のアーク放電に備えて互いにインデックスされます。
電熱ガンプロセスとは異なり、不純物は最小限であるため、反応室にアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスを充填すると、PANS プロセスで金属ナノ粒子も作成できます。
PANS プロセスから副産物はほとんど出ません。ナノ粒子の形成に寄与しない電極部分はリサイクルされます。PANS は半自動化されているため、単一の反応器からの生産能力は年間 1 トンを超えるナノ粒子です。
PANSの開発から得られた最も注目すべき発見の一つは、アーク放電のパルス長を変化させることによって得られたものでした。この機能により、生成されるナノ粒子の平均サイズを約10nmから100nmまで、桁違いに制御することが可能になりました。2004年に、同じくNovaCentrix社が通常のカメラのフラッシュを用いて光硬化プロセスを発見した際、PANSプロセスの技術が活用され、世界で最も強力な市販フラッシュランプであるPulseForgeが開発されました。PANSプロセスの精神を受け継ぎ、さまざまな薄膜を熱処理するための電力供給を調整するために、電子パルス長制御がすべてのPulseForgeツールに不可欠な機能となりました。
PulseForgeの技術、関連ツール群、および100件以上の特許は、2022年1月にNovaCentrixから分離独立し、PulseForge, Inc.という姉妹会社として設立されました。
