2023/02/08
Synthesis of vacancy-rich titania particles suitable for the additive manufacturing of ceramics
A. Benavides-Guerrero, J.; Gerlein, L.F.; Trudeau, C.; Banerjee, D.; Guo, X.; G. Cloutier, S. (2022). Synthesis of vacancy-rich titania particles suitable for the additive manufacturing of ceramics. Nature, Scientific Reports, volume 12, 15441 (2022).
Au cours des dernières décennies, les particules de dioxyde de titane (ou TiO2) ont joué un rôle crucial dans le développement de la photocatalyse et au niveau des approches de récupération d’énergie dites « vertes ». Dans ce travail, nous avons synthétisé une nouvelle génération de particules de TiO2 riches en lacunes d’oxygène en utilisant le procédé sol-gel. Ces particules riches en lacunes absorbent efficacement la lumière visible pour permettre une conversion vers les phases cristallines anatase ou rutile. Les spectroscopies FTIR et micro-Raman révèlent la formation de lacunes d’oxygène pendant la conversion et expliquent ce mécanisme unique de cristallisation assistée par laser. Nous réalisons une cristallisation dans un environnement ambiant en utilisant une imprimante 3D à filament équipée d’une tête à faible puissance laser. La fabrication additive permet d’éliminer un obstacle majeur dans la mesure où nous nous affranchissons des températures élevées requises pour convertir le TiO2 cristallin. Cette approche ouvre la porte à de nouvelles perspectives en ce qui a trait à l’impression 3D de céramique notamment pour des applications ou technologies liées à la photocatalyse, aux piles à combustible et à la collecte d’énergie.