Un nuovo metodo per la stampa 3D di metalli su scala nanometrica

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stampa 3d

I ricercatori del Caltech hanno sviluppato una nuova tecnica per la stampa 3D di parti metalliche di 150 nanometri, la dimensione di un virus influenzale.

Un nuovo metodo per stampare parti metalliche microdimensionate di 150 nanometri, una dimensione paragonabile a quella di un virus influenzale. A idearlo un gruppo di ricerca del California Institute of Technology, che, nel corso dello studio, ha scoperto come sfruttare il disordine a livello atomico. Le disposizioni atomiche all’interno di questi oggetti sono infatti disordinate. Un aspetto che rende questi materiali inutilizzabili su larga scala, perché considerati deboli e di “bassa qualità”, ma nel caso di oggetti metallici di dimensioni nanometriche, a livello atomico, il disordine ha l’effetto opposto: le parti possono essere da tre a cinque volte più resistenti di strutture di dimensioni simili con disposizioni atomiche più ordinate. I numerosi difetti che indebolirebbero una parte metallica su scala più ampia rafforzano le parti su scala nanometrica. Quando il materiale è pieno di difetti, la rottura non può propagarsi facilmente da un bordo grano a quello successivo. Il materiale non può cedere improvvisamente, perché la deformazione viene distribuita in modo più uniforme.

Di solito, il portatore di deformazione nei nanopilastri metallici, ovvero una dislocazione o scivolamento, si propaga fino a quando non riesce a fuoriuscire dalla superficie esterna, ma in presenza di pori interni, la propagazione termina rapidamente sulla superficie di un poro invece di continuare attraverso l’intero pilastro – afferma Wenxin Zhang, laureato in ingegneria meccanica e autore principale del lavoro –. Come regola generale, è più difficile nucleare un portatore di deformazione che lasciarlo propagare, quindi gli attuali pilastri potrebbero essere più forti dei loro omologhi”.

Futuri campi di utilizzo

I ricercatori ritengono che questa sia una delle prime dimostrazioni della stampa 3D di strutture metalliche su scala nanometrica. Il processo potrebbe essere utilizzato per realizzare molti componenti utili, come catalizzatori per l’idrogeno, elettrodi di stoccaggio per ammoniaca senza carbonio e altri prodotti chimici, nonchè parti essenziali di dispositivi come sensori, microrobot e scambiatori di calore.

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