I ricercatori dell’Università di Notre Dame, negli Stati Uniti, hanno creato una nuova tecnologia di stampa 3D che produce materiali in modo innovativo.
Questa nuova tecnologia di stampa 3D utilizza nello stesso ugello una miscela di più inchiostri nanomateriali aerosolizzati per produrre materiali, variando il rapporto di miscelazione dell’inchiostro durante il processo di stampa.
La tecnologia chiamata “stampa combinatoria ad alto rendimento (HTCP)”, controlla sia le architetture 3D dei materiali stampati, sia le composizioni locali e produce materiali con composizioni e proprietà del gradiente a risoluzione spaziale su microscala.
La ricerca, guidata dal professore associato di ingegneria aerospaziale e meccanica Yanliang Zhang, è stata appena pubblicata su Nature.
L’HTCP basato su aerosol è estremamente versatile e si può applicare a un’ampia gamma di metalli, semiconduttori e dielettrici, oltre a polimeri e bio-materiali; genera materiali combinatori che funzionano come “biblioteche”, ciascuna contenente migliaia di composizioni uniche.
La combinazione tra stampa di materiali combinati e caratterizzazione ad alto rendimento può accelerare significativamente la scoperta dei materiali.
Il team di ricercatori ha già utilizzato questo approccio per identificare un materiale semiconduttore con proprietà termoelettriche superiori, una scoperta promettente per la raccolta di energia e le applicazioni di raffreddamento.
Oltre ad accelerare la scoperta di nuovi materiali, la stampa combinatoria ad alto rendimento produce materiali che passano gradualmente da rigidi a morbidi.
Questa proprietà li rende particolarmente utili nelle applicazioni biomediche che devono creare un ponte tra i tessuti molli del corpo e i dispositivi indossabili e impiantabili rigidi.
Nella fase successiva della ricerca, Zhang e i suoi studenti intendono applicare strategie guidate dall’apprendimento automatico e dall’intelligenza artificiale alla natura ricca di dati di HTCP al fine di accelerare la scoperta e lo sviluppo di un’ampia gamma di materiali.
«In futuro spero di sviluppare un processo autonomo e autonomo per la scoperta dei materiali e la produzione di dispositivi, in modo che gli studenti del laboratorio possano essere liberi di concentrarsi sul pensiero di alto livello» conclude Zhang.