(Phys.org) —La promessa delle nanoparticelle deriva dal loro potenziale di modificare le proprietà fisiche e meccaniche dei polimeri per diverse applicazioni, come le celle fotovoltaiche, sensori, e membrane di separazione. Metodi attualmente utilizzati per creare la nanostruttura desiderata, però, fare affidamento su tecniche complesse e ad alta intensità energetica, come approcci strato per strato o modelli, che sono di dimensioni limitate e spesso hanno scarsa stabilità.
Pubblicazione in Comunicazioni sulla natura , Dottor Minhao Wong, un ex assistente di ricerca laureato presso il Polymer Technology Center del Dr. HJ Sue, Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, e il dottor Ryohei Ishige di I 2 CNER (Istituto internazionale per la ricerca sull'energia a emissioni zero), Università di Kyushu in Giappone, hanno sviluppato un approccio semplice per l'applicazione di un rivestimento superficiale di sottili, nanopiastrine piatte utilizzando una comune pistola a spruzzo, come possono essere acquistati in commercio da un negozio di forniture d'arte, creare un rivestimento superficiale in cui le nanopiastrine si autoassemblano spontaneamente in "nano pareti". Le nano-pareti agiscono come barriere rigide che impediscono al gas ossigeno di raggiungere la superficie, e sono efficaci a bassi e alti livelli di umidità.
Utilizzando questo metodo di elaborazione scalabile e semplice, i ricercatori hanno ottenuto caratteristiche su nanoscala estremamente fini e altamente ordinate che sono convenzionalmente ottenute con tecniche di produzione complesse e ad alta intensità energetica. Questa nuova tecnologia dovrebbe essere immediatamente utile in qualsiasi applicazione in cui è importante bloccare le molecole di ossigeno, come le vernici anticorrosive per superfici metalliche. La tecnica è semplice e potrebbe essere facilmente estesa ad altri nanosheet funzionali.
Per comprendere questo processo, immagina un muratore che scarica una carriola di mattoni e i mattoni si accumulano spontaneamente in un muro da soli. Un simile processo di "autoassemblaggio" avviene per le nanopiastrine per creare nano-pareti che aumentano l'efficienza di barriera del film di oltre venti volte.
Il vantaggio del metodo di verniciatura a spruzzo è la sua semplicità. Ora è possibile ottenere caratteristiche su nanoscala molto fini e altamente ordinate che di solito si vedono solo attraverso l'uso di tecniche di produzione fotolitografiche. Ciò significa che è possibile ottenere lo stesso grado di ordine senza la necessità di camere bianche.
Nel futuro, i ricercatori sperano di regolare la composizione delle nanopiastrine per controllare il passaggio delle molecole di gas attraverso la nanoparete, per molto poco costoso, ma efficiente, membrane per la separazione dei gas utili nei processi industriali. Sono anche interessati a introdurre nuove funzionalità come la conduttività elettrica o la sensibilità ai campi magnetici, in modo che possano essere fabbricate nano-pareti intelligenti di grandi dimensioni. Molti tipi diversi di nanopiastrine possono essere potenzialmente utilizzati con questa tecnologia, quindi ci sono potenzialmente innumerevoli possibilità di applicazioni. Inoltre, l'integrazione di diverse nanopiastrine per creare strutture gerarchiche con proprietà migliorate è vista come un'altra promettente applicazione per questa tecnologia.
