(Phys.org) —Você não pensaria que força mecânica — o tipo simples usado para ejetar fregueses indisciplinados de bares, ferrar um cavalo ou gravar os numerais em relevo em cartões de crédito - poderia processar nanopartículas de forma mais sutil do que a química mais avançada.

Ainda, em um artigo recente em Nature Communications , O pesquisador do Sandia National Laboratories, Hongyou Fan, e seus colegas parecem ter começado nesse sentido.

Seu método original e recentemente patenteado usa pressão simples - um tipo de estampagem de alta tecnologia - para produzir resultados mais finos e limpos na formação de nanoestruturas de prata do que os métodos químicos, que não são apenas inflexíveis em seus resultados, mas também deixam subprodutos prejudiciais para o descarte.

Fan chama sua abordagem de "um método de fabricação simples baseado em tensão" que, quando aplicado a matrizes de nanopartículas, forma novas nanoestruturas com propriedades ajustáveis.

“Existe um grande mercado potencial para esta tecnologia, "ele disse." Ele pode ser prontamente e diretamente integrado nas linhas de manufatura industrial atuais, sem a criação de novos equipamentos caros e especializados. "

Disse Sandia co-autor Paul Clem, "Este é um método fundamental que deve permitir uma variedade de dispositivos, incluindo eletrônicos flexíveis, como antenas, sensores químicos e detectores de tensão. "Também produziria eletrodos transparentes para células solares e diodos emissores de luz orgânicos, Disse Clem.

O método foi inspirado em processos de estampagem industrial em que uma máscara padronizada é aplicada com alta pressão externa para criar padrões no substrato, Fan disse. "Em nossa tecnologia, duas bigornas de diamante foram usadas para sanduíche de filmes finos nanoparticulados. Esse estresse externo induziu manualmente as transições no filme que sintetizou novos materiais, " ele disse.

A pressão, entregue por duas placas de diamante apertadas por quatro parafusos para qualquer configuração controlada, pastores nanoesferas de prata em qualquer volume desejado. A propinquidade cria condições que produzem nanobastões, nanofios e nanofolhas em espessuras e comprimentos escolhidos, em vez da saída de tamanho único de um processo químico, sem resíduos prejudiciais ao meio ambiente.

Embora os experimentos relatados no artigo tenham sido realizados com prata - o metal mais desejável porque é o mais condutor, estável e opticamente interessante e se torna transparente em certas pressões - o método também demonstrou funcionar com ouro, platina e outras nanopartículas metálicas

Clem disse que os pesquisadores agora estão começando a trabalhar com semicondutores.

Bill Hammetter, gerente do Laboratório de Materiais Avançados da Sandia, disse, "Hongyou descobriu uma maneira de transformar uma estrutura em outra estrutura - uma capacidade que não temos agora no nível nanométrico. Oito ou nove gigapascal - a quantidade de pressão na qual a mudança de fase e novos materiais ocorrem - não são difíceis de alcançar. Qualquer indústria que tenha equipamento de gofragem pode colocar uma película de prata em um pedaço de papel, construir um padrão condutor, em seguida, remova o material estranho e deixe o padrão. Um revestimento de nanopartículas que pode ser construído em outra estrutura tem uma certa funcionalidade que não temos agora. É uma descoberta que não foi comercializada, mas poderia ser feito hoje com o mesmo equipamento usado por quem faz cartões de crédito. "

O método pode ser usado para configurar novos tipos de materiais. Por exemplo, sob pressão, as dimensões das matrizes de nanopartículas tridimensionais ordenadas diminuem. Ao fabricar uma estrutura na qual as paredes em sanduíche fornecem permanentemente essa pressão, a matriz de nanopartículas permanecerá em um estado constante, capaz de transmitir luz e eletricidade com características específicas. Este ajuste fino regulado por pressão da separação de partículas permite a investigação controlada de fenômenos elétricos e ópticos dependentes da distância.

Com pressões ainda mais altas, nanopartículas são forçadas a sinterizar, ou vínculo, formando novas classes de nanoestruturas estáveis ​​química e mecanicamente que não precisam mais de superfícies restritivas. Eles não podem ser fabricados usando os métodos químicos atuais.

Dependendo do tamanho, composição e orientação de fase das matrizes de nanopartículas iniciais, uma variedade de nanoestruturas ou nanocompósitos e redes 3-D interconectadas são possíveis.

Os processos de síntese induzidos por estresse são simples e limpos. Nenhum processamento térmico ou purificação adicional é necessário para remover os subprodutos da reação.