Nanopartikel mit einzigartigen optischen und elektrischen Eigenschaften sind bisher in vielen Bereichen als optische Materialien, wie beispielsweise farbverändernde Phosphor, lasererzeugende Materialien, optische Sensoren, bio-sensible Materialien, sowie Perowskit für Solarzellen und Photokatalyse benutzt worden. In den vergangenen Dekaden hat sich die Flammensynthese als vielversprechende Technologie für eine skalierbare Produktion von Nanopartikeln herausgestellt. So wird diese Technologie bereits zur kommerziellen Produktion von metall-oxid Nanopartikeln, wie TiO₂ für solare Farbstoffe oder SiO₂ für optische Fasern, etc. genutzt. Jüngste Interessen haben die Komplexität der Struktur und der Komponenten des Nanomaterials für optische Materialien mit erwünschten Funktionen erhöht. Im Vergleich mit konventionellen Synthetisierungsmethoden, bietet die Flammensynthese eine Möglichkeit einer Ein-Schritt Zusammenstellung von verschiedenen Elementen auf nano- und atomarer Ebene in einer Hochtemperaturumgebung.

Ziel des Projekts ist eine schnelle <ein-Schritt Produktion von fortgeschrittenen Nanomaterialien mit komplexer Architektur zu erreichen. Ein Gegenstrombrenner wird als Flammensynthetisierungs-Reaktor verwendet. In diesem können zwei Arten von Vorläufern durch entgegengesetzte Strömungen mit ihren jeweils nötigen Mengen und Verweilzeiten unabhängig voneinander zugeführt und kontrolliert werden. Die Nanopartikelproben können in-situ entnommen und mittels TEM und XRD Techniken analysiert werden. Es werden Laser Diagnostik Methoden wie unteranderem LIF, LIBS und PS-LIBS verwendet, um Wissen über die Nanopartikelbildung und den Wachstumsprozess in einer Hochtemperaturumgebung zu erhalten. Das Projekt wird hauptsächlich durch das Humboldt-Stipendium von Dr. Yihua Ren finanziert.