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SCOPERTA/ Quando le rughe migliorano i materiali

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Foto: Archivio Massachusetts Institute of Technology  Foto: Archivio Massachusetts Institute of Technology

Le superficie rugose potrebbero avere vaste applicazioni in campo tecnologico e un gruppo di ricercatori del MIT di Boston ha deciso di scommettere sullo studio di queste particolari strutture, consapevole che queste potrebbero essere un ponte importante fra la chimica e l’ingegneria meccanica: gli scienziati hanno scoperto un nuovo metodo per creare, in modo ordinato e controllato, delle superfici con grandezze e motivi definiti.
Il metodo consiste nell’utilizzo di due strati di materiale: lo strato inferiore è un polimero di silicio che può essere teso, quello superiore, invece, è collocato mediante una deposizione chimica a vapore (CVD – Chemical Vapor Deposition), processo nel quale il materiale, riscaldato nel vuoto in modo che si vaporizzi, viene collocato sulla superficie tesa e quindi si lega strettamente ad essa. Successivamente la tensione è rilasciata prima in una direzione e poi nell’altra, piuttosto che tutta in una sola volta come nei metodi testati precedentemente: in questi casi il risultato è confuso, infatti il motivo delle rughe risulta caotico. La grandezza e lo spazio delle nervature a spina di pesce sono determinate da quanto il materiale inferiore era originalmente teso in ogni direzione, dallo spessore del rivestimento e dall’ordine con cui è avvenuto il rilascio della tensione nelle due direzioni.
La novità del sistema sta nel produrre motivi in modo preciso senza il bisogno di maschere o processi complicati di stampa, modanatura o scansione: il processo CVD permette un alto grado di controllo dello spessore degli strati depositati, della superficie chimica del rivestimento e dell’adesione, necessaria per ottenere motivi deformati come le rughe: senza il sufficiente contatto, lo strato superficiale si potrebbe separare dal substrato.
La professoressa Mary C. Boyce, capo del dipartimento di ingegneria meccanica del MIT, commenta: «Una caratteristica distintiva di ciò che stiamo mostrando è la capacità di creare deterministici motivi di rughe a due dimensioni, come quelli a spina di pesce. La natura deterministica di questi motivi è straordinaria e fornisce criteri per disegnare topologie di superficie desiderate». I ricercatori sono convinti che le possibilità di utilizzo delle superficie rugose descritte siano numerose. 



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