Usando la pressione invece dei prodotti chimici, un team dei Sandia National Laboratories ha fabbricato nanoparticelle in strutture di nanofili simili a quelle che sono alla base delle superfici dei touch-screen per i sensori, computer, telefoni e televisori. Il processo di fabbricazione basato sulla pressione richiede nanosecondi. Le tecniche industriali basate sulla chimica richiedono ore.

Il processo, chiamata fabbricazione indotta da stress, "è una nuova tecnologia che imita i processi di stampa già utilizzati dai produttori, ", ha affermato il ricercatore di Sandia Hongyou Fan, che ha guidato lo sforzo. "Solo invece di goffrare carte di credito, stiamo usando lo stesso tipo di processo per fabbricare nanofili o altri componenti di dimensioni nanometriche su scale di tempo ultrabrevi".

Il metodo, per il quale sono stati rilasciati tre brevetti, è 9 milioni di volte più veloce di qualsiasi metodo chimico noto quando viene eseguito sulla macchina a impulsi Veloce di Sandia, che genera pressioni dell'ordine di 100, 000 atmosfere, ha detto il collega di Fan, Jack saggio.

Meno esotico, per la produzione invece che per la ricerca, potrebbero servire macchine goffratrici simili a quelle già in uso in commercio. "È concepibile che sarebbero necessarie poche modifiche per convertire le macchine dalla goffratura alla fabbricazione, " ha detto Fan.

Il processo Sandia salva:

• tempo, perché i circuiti possono essere fabbricati in pochi secondi invece delle ore richieste dai metodi chimici;
• l'ambiente, perché non ci sono rifiuti chimici da pulire;
• materiali, perché esattamente la quantità necessaria è posizionata su un substrato.

Anche, i difetti comuni nella fabbricazione chimica industriale dei semiconduttori sono ridotti di numero dal processo di pressione, che agisce per colmare eventuali lacune che si verificano nel reticolo atomico del prodotto.

"Non ho mai visto o sentito parlare di questo [processo] nella nostra ampia interazione con alcuni dei principali scienziati dei materiali nel mondo, " ha affermato Tom Brennan di Arch Venture Partners con sede a Chicago, parlando in un video di una versione precedente del processo. "Ci consente di pensare a soluzioni materiali completamente nuove ai problemi che l'industria sta affrontando su tutta la linea".

Quella versione precedente del processo basato sulla pressione funzionava utilizzando una morsa serrata a mano con incudini diamantate, ma quello strumento non era abbastanza rapido o malleabile per la produzione commerciale. Goffratrici industriali, d'altra parte, producono una pressione sufficiente e sono controllabili.

"Per un touch-screen, la pressione deve essere calcolata in anticipo per fermare la compressione alla giusta distanza dal bersaglio:non troppo lontano, non troppo vicino, per produrre il nanocablaggio sottostante per uno schermo piatto, " ha detto Fan. "Si tratta di programmare la forza applicata per determinare con precisione quanto comprimere."

Questo è, per schermi piatti, i nanofili devono essere sufficientemente flessibili da entrare in contatto con uno strato elettricamente carico del dispositivo quando vengono premuti da un dito, eppure abbastanza distanti da rimanere separati quando non c'è segnale.

La tecnologia, recentemente segnalato in Comunicazioni sulla natura , può fabbricare un'ampia varietà di componenti su scala nanometrica, tra cui nanobarre e nanofogli. I componenti possono essere organizzati durante la loro formazione o dispersi in solventi per un successivo assemblaggio. Il metodo potrebbe essere utilizzato per sensori chimici, rivelatori di deformazione ed elettrodi nelle celle solari.