Firma NovaCentrix zajmuje się produkcją nanocząstek przy użyciu łuku impulsowego od 1999 r. (wówczas Nanotechnologies, Inc.), kiedy to na początku stosowaliśmy pistolet elektrotermiczny do wytwarzania ceramicznych nanocząstek. To urządzenie było pierwotnie przeznaczone do celów wojskowych, ale zdaliśmy sobie sprawę, że jeśli wyeliminujemy pocisk z tego działa, intensywny strumień plazmy generowany przez wyładowanie łuku o mocy 100 MW w lufie mógłby zostać użyty do ablacji jednej z elektrod w momencie jej wyjścia. Po wyładowaniu do zbiornika zawierającego reaktywny gaz, taki jak tlen lub amoniak, ten ablacjalny materiał mógłby połączyć się z gazem, tworząc najbardziej korzystny kinetycznie związek, taki jak tlenek lub azotek, w formie nanocząstek.
Na początku XXI wieku proces elektrotermicznego działa został zastąpiony bardziej skalowalną wersją, zwaną Pulsed Arc Nanoparticle Synthesis (PANS). Proces ten, stosowany do dziś, obejmuje wyładowanie intensywnego (~2000 kA), krótkotrwałego (~100 ms) łuku elektrycznego między dwoma metalowymi prętami w atmosferze gazowej. Końce prętów są ablacji i podgrzewane przez łuk, aby stworzyć gęstą plazmę metalową, która naddźwiękowo rozszerza się w otaczającym gazie. To szybkie mieszanie chłodzi plazmę, umożliwiając skroplenie się oparów metalu i utworzenie gęstego aerozolu nanocząstek. Po uformowaniu gaz jest filtrowany w celu usunięcia nanocząstek i zawracany do komory reakcyjnej. Następnie metalowe pręty są indeksowane względem siebie w celu przygotowania do kolejnego wyładowania łukowego.
W przeciwieństwie do procesu wykorzystującego działo elektrotermiczne, zanieczyszczenia są minimalne, co oznacza, że nanocząsteczki metali można wytwarzać również w procesie PANS, gdy komora reakcyjna jest wypełniona gazem obojętnym, takim jak argon lub hel.
Istnieje niewiele produktów ubocznych procesu PANS. Każda część elektrod, która nie przyczynia się do powstawania nanocząstek, jest poddawana recyklingowi. Ponieważ PANS jest półautomatyczny, zdolność produkcyjna pojedynczego reaktora wynosi ponad jedną tonę metryczną nanocząstek rocznie.
Jedno z bardziej niezwykłych odkryć dokonanych w trakcie rozwoju PANS polegało na zmianie długości impulsu wyładowania łukowego. Dzięki tej możliwości średni rozmiar wytwarzanych nanocząstek można było kontrolować o rząd wielkości, od około 10 nm do 100 nm. Kiedy w 2004 roku odkryto proces utwardzania fotonowego, również przez NovaCentrix, przy użyciu zwykłej lampy błyskowej aparatu fotograficznego, technologia procesu PANS została wykorzystana do stworzenia najpotężniejszej, dostępnej komercyjnie lampy błyskowej na świecie – zwanej PulseForgeW duchu procesu PANS elektroniczna kontrola długości impulsu stała się integralną częścią wszystkich PulseForge narzędzia umożliwiające dostrojenie dostarczania mocy do termicznego przetwarzania różnych cienkich warstw.
PulseForge technologia, jej rodzina narzędzi, wraz z ponad 100 patentami, zostały wydzielone z NovaCentrix jako spółka siostrzana o nazwie PulseForge, Inc. styczeń 2022.
