Un gruppo di ricerca ha impiegato ioni linker per aprire la strada a una tecnologia di microstampa tridimensionale applicabile a sostanze inorganiche e altri materiali vari. Il lavoro è pubblicato sulla rivista Nature Communications .
La microstampa tridimensionale è un processo all’avanguardia utilizzato nelle comunicazioni elettroniche, nella biotecnologia, nell’assistenza sanitaria e in molti altri settori e rappresenta la prossima generazione di produzione di piccoli componenti e sensori, in linea con le recenti tendenze di miniaturizzazione dei dispositivi e design leggero. Tuttavia, la microstampa 3D tradizionale ha dovuto affrontare sfide nel mantenimento delle strutture, in particolare con materiali inorganici come i metalli, dove il controllo delle particelle di dimensioni nanometriche si è rivelato difficile.
Per affrontare questa sfida, nel loro recente studio il gruppo di ricerca ha adottato cationi di metalli di transizione come ioni linker. Gli ioni linker reagiscono selettivamente sulle superfici delle nanoparticelle e promuovono i legami e le interazioni tra le particelle, inducendone la rapida solidificazione.
Il team ha utilizzato la tecnologia di microstampa 3D per depositare nanoparticelle inorganiche in un bagno ionico linker. Gli ioni linker hanno causato la formazione di reti interconnesse tra le nanoparticelle inorganiche disperse, consentendo alle particelle di solidificarsi e mantenere rapidamente la struttura complessiva.
Inoltre, il team è riuscito a creare strutture porose inorganiche con dimensioni inferiori a 10 μm perfezionando le interazioni tra le particelle, superando i limiti della microstampa convenzionale e ottenendo la stampa di materiali inorganici senza la necessità di attrezzature specializzate.
Questa ricerca mette in mostra la versatilità della loro tecnologia, dimostrandone l’applicabilità a un’ampia gamma di materiali inorganici funzionali, inclusi metalli, semiconduttori, magneti e ossidi. Significativamente, il loro metodo promette di sostituire i processi convenzionali, costosi e dispendiosi in termini di tempo, nella produzione di componenti per dispositivi elettronici, come i sistemi microelettromeccanici (MEMS).
Jae Sung Son, professore dell'Università di Scienza e Tecnologia di Pohang, osserva:"La nostra ricerca introduce un nuovo percorso per creare facilmente strutture tridimensionali con una tecnologia di elaborazione delle soluzioni migliorata per la nanostampa. È pronta a svolgere un ruolo cruciale in ulteriori ricerche sulla nanostampa". dispositivi basati sui materiali."
Il Dott. Jin Young Kim, del Korea Institute of Science and Technology, afferma:"Attendiamo con impazienza la commercializzazione di vari materiali e componenti resa possibile dalla migliore qualità delle strutture di grandi dimensioni e dalla maggiore velocità di produzione determinata dalla nostra tecnologia di processo ."
Ulteriori informazioni: Minju Song et al, microstampa 3D di materiali porosi inorganici mediante solidificazione di nanocristalli indotta da legami chimici, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-44145-7
Informazioni sul giornale: Comunicazioni sulla natura
Fornito dall'Università della Scienza e della Tecnologia di Pohang
