Continuous and reactive nanocrystallization: New concepts and processes for dual-use advances

Abstract

The nanocrystallization of organic pure and composite materials in amounts compatible with industrial demands opens an important challenge as such compounds are of high interest in the fields of pharmacy and defense. We demonstrate the versatility of the Spray Flash Evaporation (SFE) process which is a continuous technique and will establish a wider sphere of hierarchical nanocomposite structures and materials. The paper shows in detail the progress that is reached on the precise nanostructural tuning of composite matter, giving by the same way access to precise medical applications (e.g., advanced drug synthesis). Furthermore, SFE enables the production of energetic nanostructured precursors and therefore permits the synthesis by detonation of ultrafine nanodiamonds with pioneering sizes less than 5 nm. Without any doubt, the use of SFE opens a large fundamental research possibility and applicative issue for future products. To realize opportunities described in the manuscript for the materials conceived by SFE, we also introduce challenges to face in terms of structural characterization with high spatial and chemical resolution that were never reached in a combined manner before. La nanocristallisation de matériaux organiques purs ou composites dans des quantités industrielles est un défi majeur du fait qu'ils presentent un intérêt important pour la pharmacie et la défense. Dans cet article, nous démontrons la polyvalence du procédé Spray Evaporation Flash (SEF), une technique continue qui permet d’étendre l'accès à des matériaux nanocomposites hiérarchiques. L'article décrit les avancées obtenues en matière d'ajustement structural des nanocomposites, ouvrant par la même occasion la voie vers les médicaments de précision (e.g., élaboration de médicaments avancés). De plus, au travers de la production de précurseurs énergétiques nanostructurés, la technique SEF permet aussi la synthèse par détonation de nanodiamants ultrafins, avec des tailles de particules pionnières inférieures à 5 nm. Sans aucun doute, l'utilisation du SEF ouvre largement des possibilities en matière de recherche fondamentale et du point de vue des applications pour des produits nouveaux. Afin de concrétiser les opportunités des matériaux produits par SEF, qui sont décrites tout au long de l'article, nous évoquons également les défis qu'il faudra relever en matière de caractérisation structurale, avec des résolutions spatiale et chimique jamais atteintes conjointement jusqu'ici.