Collegare i nanocompositi funzionali a robusti dispositivi macroscopici

RICERCATORI STATUNITENSI CHE APRONO LA STRADA ALLA “NUOVA CLASSE DI MATERIALI” CON NANOCOMPOSITI 3D STAMPABILI

Scienziati dell’Università della California, Santa Barbara e dell’Università di Hawai’i a Mānoa hanno valutato le potenziali applicazioni dei materiali nanocompositi 3D stampabili.

Lo studio pubblicato su Science afferma: “All’incrocio tra i campi esteriori della scienza delle nanoparticelle e la stampa 3D c’è la promessa di nuovi materiali rivoluzionari” nanocompositi “.

“I fenomeni emergenti derivanti dai costituenti su scala nanometrica aprono la strada a una nuova classe di materiali trasformativi con funzionalità codificata amplificata da nuovi accoppiamenti tra proprietà elettriche, ottiche, di trasporto e meccaniche”.

I ricercatori osservano che la sintesi di nanoparticelle e l’assemblaggio e la modellazione multiscala facilitano la progettazione di nanocompositi ordinati, consentendo nuovi dispositivi macroscurali per finestre intelligenti sintonizzabili, storage flessibile dell’energia e sensori indossabili.

I nanocompositi sono classificati come materiali ibridi costituiti da una miscela di polimeri. Tali materiali hanno mostrato proprietà termoelettriche e ottiche migliorate che li rendono adatti per una gamma di dispositivi elettrici. Studi precedenti hanno dimostrato il potenziale per i tessuti intelligenti e per la produzione additiva multicolore .

Secondo il team di UC Santa Barbara e UH Mānoa, le restanti sfide scientifiche per i materiali nanocompositi si trovano nell’ordine o nel controllo di particelle su nanoscala con forma prescritta. I percorsi limitati utilizzati per sintetizzare e modellare tali materiali su scale di lunghezza sono necessari per i dispositivi, ostacolando così il suo sviluppo. Lo studio afferma:

“L’uso di nanocompositi ordinati in tali applicazioni è stato storicamente ostacolato. Allo stesso tempo, gli approcci di assemblaggio “top-down” che sfruttano i progressi della tecnologia di stampa 3D hanno creato ponti dalla macroscala alla nanoscala; è stata dimostrata la deposizione diretta di nanocompositi e fornisce percorsi chiari per la modellazione e l’integrazione di nanocompositi funzionali “.

La convergenza della sintesi di nanoparticelle, l’autoassemblaggio multiscala e la stampa 3D per nanocompositi funzionali. Percorsi ben consolidati per una vasta gamma di nanocristalli e progressi nell’assemblaggio e nella creazione di modelli mostrano opportunità per dispositivi trasformativi e nuove tecniche per modellare i supercristalli a livello di dispositivo.
Si dice che la capacità di modellare i nanocompositi e integrarli con altri materiali attraverso la produzione additiva consenta percorsi critici per caratterizzare la struttura. Secondo le credenze dei ricercatori, “i risultati positivi nella progettazione dei materiali dipendono dall’edificio in nanoscala”. Questo stato implica la sintesi mirata di nanocristalli colloidali (NC) o nanoparticelle cristalline.

Secondo lo studio, il controllo effettuato attraverso questa sintesi ha consentito la distribuzione di dimensioni estremamente ridotte, oltre a una vasta libreria di forme oltre sfere, bastoncelli e poliedri a strutture ramificate complesse come gli octapodi.

Di conseguenza, possono essere prodotti dispositivi come nanorods che hanno un comportamento sintonizzabile per applicazioni come finestre intelligenti, in cui le proprietà di trasmissione della luce vengono alterate quando vengono applicate tensione, luce o calore.

” Collegare i nanocompositi funzionali a robusti dispositivi macroscopici ” è co-autore di Matthew R. Begley, Daniel S. Gianola e Tyler R. Ray.

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