(Phys.org) —Pensa alle finestre rivestite con una pellicola trasparente che assorbe i dannosi raggi ultravioletti del sole e li usa per generare elettricità. Considera una membrana di filtrazione dell'acqua che blocchi virus e altri microrganismi dall'acqua, o una batteria per auto elettrica che incorpora un rivestimento per dargli una durata extra tra una ricarica e l'altra.

Il film a blocchi di copolimero autoassemblato che rende tutto questo possibile viene ora fabbricato con nanostrutture organizzate in modo complesso, dando loro molteplici funzioni e flessibilità a livello di macroscala mai visti prima. Gupreet Singh, un dottorato di ricerca candidato presso l'Università di Akron College of Polymer Science and Polymer Engineering, ha portato un team di ricercatori a ideare un metodo che consente ai film di assemblarsi e di servire come modelli o direttamente come prodotti finali. I film possono essere incorporati con nanoparticelle che consentono di tutto, dall'archiviazione dei dati alla purificazione dell'acqua.

Sovrapposti con nanopattern che consentono loro di essere impiantati con una varietà di funzioni:elettroniche, termico o chimico:i film possono essere prodotti a livello industriale, che non è cosa da poco nel mondo della scienza, afferma il membro del team di ricerca Alamgir Karim, decano associato della ricerca per l'UA College of Polymer Science and Polymer Engineering e Professore Goodyear Chair of Polymer Engineering. Altri collaboratori di ricerca includono Kevin Yager del Brookhaven National Laboratory di Upton, N.Y., Brian Berry dell'Università dell'Arkansas e Ho-Cheol Kim dell'IBM Research Division dell'Almaden Research Center di San Jose, Calif.

"Abbiamo spostato la produzione di film da micron a scala metrica, aprire percorsi dal laboratorio alla fabbricazione, " dice Karim. "Fondamentalmente, ci permette di praticare la nanoscienza su larga scala. Ora possiamo produrre questi film in modo rapido ed economico, ma con precisione e senza compromettere la qualità."

Creato con velocità e uniformità, compatibile con superfici flessibili, e sottoposto a temperature estreme, i film sottili di copolimero, sviluppati presso il National Polymer Innovation Center di UA, sono stati segnalati in due recenti ACS Nano articoli di riviste "Dynamic Thermal Field-Induced Gradient Soft-Shear per film sottili di copolimeri a blocchi altamente orientati" e "Fabbricazione roll-to-roll su larga scala di film sottili di copolimeri a blocchi orientati verticalmente".

Finanziato dalla National Science Foundation, la ricerca rappresenta un revival pronto per il mercato di una tecnologia sviluppata dai Bell Laboratories negli anni '50 per la purificazione di metalli e semiconduttori e adattata negli anni '80 per la cristallizzazione dei polimeri. Da allora, la tecnologia è rimasta inattiva, fino ad ora.

"Abbiamo fatto rivivere la tecnologia e l'abbiamo resa scalabile, opportunità di apertura per la produzione su vasta scala, "Karim dice, osservando che IBM ha espresso interesse a continuare la ricerca e lo sviluppo della tecnologia e sta esplorando applicazioni che vanno dalle membrane per batterie allo storage su nastro magnetico ad alta densità.

"Il processo dovrebbe interessare un'ampia gamma di industrie, dall'alta tecnologia alla bassa tecnologia, in tutto il mondo, Karim aggiunge. "La produzione di queste nanostrutture può essere eseguita su piattaforme industriali come la produzione roll-to-roll di UA (sviluppata dal collaboratore Distinguished Professor of Polymer Engineering Miko Cakmak) a velocità relativamente elevate non possibili in precedenza".