I ricercatori di ingegneria della Texas Tech University hanno sviluppato un metodo per caratterizzare le proprietà superficiali dei materiali a diverse temperature su scala nanometrica.

Conoscere le proprietà dei materiali a diverse temperature è importante in ingegneria, disse Gregory McKenna, un professore di ingegneria chimica e la John R. Bradford Endowed Chair in Engineering. Per esempio, l'O-ring di gomma che si è guastato durante il disastro dello space shuttle del 1986 serve a un tragico caso di studio di cosa può andare storto quando i decisori non ne tengono conto.

Il problema, Egli ha detto, È noto che le proprietà di un materiale possono cambiare radicalmente su scala nanometrica, una scala minuscola di circa 1/1000 del diametro di un capello umano alla quale gli scienziati hanno iniziato a costruire macchine che funzionano. McKenna e lo studente laureato Meiyu Zhai hanno esaminato diversi polimeri e materiali esplosivi per vedere come le proprietà della superficie variassero su scala nanometrica e come la superficie influisca sulle proprietà su scala nanometrica.

I loro primi risultati sul "metodo multi-curva" sono apparsi sulla rivista peer-reviewed, Journal of Polymer Science Parte B:Fisica dei polimeri ed è stato evidenziato in Progressi nell'ingegneria .

"La nanoscala è una divertente gamma di dimensioni in cui i materiali hanno proprietà che non sono quelle che ci aspettiamo, anche a un passo dalla microscala, " ha detto. "Stiamo sviluppando metodi per caratterizzare le proprietà della superficie e metterle in relazione con il comportamento su scala nanometrica utilizzando un nanoindentatore e altri metodi di misurazione nanomeccanici".

Nella nanoindentazione, i ricercatori possono studiare sia le proprietà elastiche (come i materiali si ritraggono quando spinti) sia le proprietà viscose (come scorre il materiale). Il gruppo ha riscontrato diversi risultati sorprendenti:ad esempio, in altri lavori, il team ha scoperto che i film di policarbonato estremamente sottili diventano liquidi su scala nanometrica, mentre sono vetrosi alla scala delle dimensioni macroscopiche. La nanoindentazione può essere utilizzata per mettere in relazione le proprietà della superficie con questa osservazione.

Man mano che le macchine diventano sempre più piccole, McKenna ha detto, conoscere queste informazioni può essere prezioso per i futuri ingegneri.