Microscópio de Força Atômica Imagem de uma série de "nanobolhas" infladas. Filme de poli (acetato de vinila) de 27 nm de espessura. As bolhas são 1, 200 nm de diâmetro.
Pesquisadores de engenharia da Texas Tech University desenvolveram um método para caracterizar as propriedades de superfície de materiais em diferentes temperaturas em nanoescala.
Conhecer as propriedades dos materiais em diferentes temperaturas é importante na engenharia, disse Gregory McKenna, professor de engenharia química e cadeira dotada de engenharia John R. Bradford. Por exemplo, o O-ring de borracha que falhou durante o desastre do ônibus espacial de 1986 serve em um trágico estudo de caso do que pode dar errado quando os tomadores de decisão não levam isso em consideração.
O problema, ele disse, As propriedades conhecidas de um material podem mudar radicalmente em nanoescala - uma escala minúscula de cerca de 1/1000 do diâmetro de um cabelo humano, na qual os cientistas começaram a construir máquinas que funcionam. McKenna e o estudante de graduação Meiyu Zhai analisaram vários polímeros e materiais explosivos para ver como as propriedades da superfície variavam em nanoescala e como a superfície impacta as propriedades em nanoescala.
Seus primeiros resultados sobre o "método de múltiplas curvas" apareceram no jornal revisado por pares, Journal of Polymer Science Parte B:Polymer Physics e foi destacado em Avanços na Engenharia .
"A nanoescala é uma faixa engraçada de tamanhos em que os materiais têm propriedades que não são as que esperamos, mesmo em uma etapa superior na microescala, ", disse ele." Estamos desenvolvendo métodos para caracterizar propriedades de superfície e relacioná-los ao comportamento em nanoescala usando um nanoindentador e outros métodos de medição nano-mecânicos. "
Em nanoindentação, os pesquisadores podem investigar as propriedades elásticas (como os materiais voltam quando empurrados) ou as propriedades viscosas (como o material flui). O grupo encontrou vários resultados surpreendentes:Por exemplo, em outro trabalho, a equipe descobriu que filmes de policarbonato extremamente finos se tornam líquidos em nanoescala, enquanto eles são vítreos na escala de tamanho macroscópico. A nanoindentação pode ser usada para relacionar as propriedades da superfície a essa observação.
À medida que as máquinas ficam cada vez menores, McKenna disse, conhecer essas informações pode ser inestimável para futuros engenheiros.
Imagem de topografia AFM de partículas de 300 nm de diâmetro embutidas em uma superfície de borracha de poli (dimetil siloxano).
