Usando una forma di vapore elettrificato a pressione atmosferica, un team guidato dall’Università di Yale ha sviluppato un sistema versatile, rapido ed economico per creare nanomateriali e rivestimenti estremamente puri e scalabili per i settori dell’elettronica, dell’ottica, dell’aerospaziale, dell’energia e dell’ambiente, e dei semiconduttori.
I ricercatori dall’Università di Yale hanno sviluppato un sistema più versatile, rapido ed economico per creare nanomateriali e rivestimenti estremamente puri e scalabili per i settori dell’elettronica, dell’ottica, dell’aerospaziale, dell’energia e dell’ambiente, e dei semiconduttori.
La sintesi in fase vapore è una tecnica utilizzata per creare nanomateriali e rivestimenti estremamente puri e scalabili. Utilizzando una forma di vapore elettrificato a pressione atmosferica, il team guidato da Liangbing Hu ha sviluppato un sistema più versatile, rapido ed economico. I risultati sono pubblicati su Nature Synthesis e riportati da Phys.org. Il progetto è una collaborazione con il Prof. Yiguang Ju della Princeton University e del Princeton Plasma Physics Laboratory. L’autore principale dello studio, Xizheng Wang, ex ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Hu, è professore presso l’Università della California, Irvine.
La sintesi in fase vapore converte i materiali vaporizzandoli e riportandoli poi allo stato solido, sia come particelle che come rivestimenti sottili. La sfida è che farlo in condizioni atmosferiche e riuscire a controllare le proprietà del prodotto finale è complicato. Ciò è dovuto in parte al fatto che alcuni materiali hanno punti di ebollizione particolarmente elevati, che richiedono l’aggiunta di sistemi complessi e ad alta potenza, come fasci di elettroni, plasma e laser pulsati. Questi sistemi sono costosi da acquistare e mantenere. Inoltre, per ottenere risultati ottimali, molti metodi convenzionali richiedono la pressione del vuoto, anch’essa costosa e difficile da mantenere.
Il laboratoriodi Yale ha risolto questo problema attraverso un nuovo metodo chiamato deposizione da vapore elettrificata (EVD). In sostanza, utilizza un riscaldatore a carta carbone elettrificata per raggiungere rapidamente temperature estremamente elevate, vaporizzando e dissociando istantaneamente il materiale e creando vapore atomico. Quando questo vapore atomico si mescola con il gas argon circostante (mantenuto a temperatura ambiente), si raffredda rapidamente e nuclea in modo altamente uniforme. Ciò si traduce in prodotti nanomateriali puri e film sottili con un eccellente controllo compositivo e strutturale. Fondamentale per questo metodo è che il sistema sia specificamente progettato per il flusso continuo e il rapido raffreddamento del vapore.
Il sistema EVD consente la miscelazione di un’ampia gamma di materiali che in genere non possono essere creati con metodi convenzionali. È rapido, economico e può essere utilizzato in condizioni atmosferiche senza richiedere sistemi a vuoto e altre apparecchiature costose.
Foto: Nature Synthesis (2025). DOI: 10.1038/s44160-025-00914-4
