Una soluzione composta da nanoparticelle diverse per abbassare nettamente la temperatura necessaria alla stampa 3D del vetro, ottenendo un materiale dalle proprietà elettriche, ottiche e chimiche uniche.
(Rinnovabili.it) – I ricercatori del MIT Lincoln Laboratory hanno sviluppato un innovativo sistema per la stampa 3D di oggetti in vetro a bassa temperatura e ad alte prestazioni.
Di per sé la sperimentazione ha già portato a stampare il vetro in 3D, ma l’innovazione introdotta dai ricercatori della Lincoln è proprio la netta riduzione della temperatura necessaria al processo.
Solitamente la post elaborazione del vetro comporta l’esposizione a temperature vicine ai 1.000°C per produrre un materiale completamente inorganico. Indipendentemente dal sistema utilizzato per la stampa, ovvero con inchiostro diretto, litografia a due fotoni o stereolitografia, il processo richiede comunque l’uso di una strumentazione refrettaria e non termosensibile, limitando moltissimo la scelta delle materie prima da poter impiegare.
“Le tecniche emergenti per la generazione additiva di strutture inorganiche hanno il potenziale per sconvolgere le industrie della ceramica e del vetro”, afferma il team nell’articolo “Low Temperature Additive Manufacturing of Glass”. “Il vetro offre vantaggi rispetto ad altri materiali di produzione additiva, come una migliore biocompatibilità e una maggiore stabilità termica. Tuttavia, i metodi attuali per la produzione del vetro richiedono temperature elevate per produrre una parte completamente inorganica”.
E’ qui che entra in gioco il sistema sviluppato dalla ricerca.
La stampa 3D che elimina il problema della temperatura
La risposta è nel nanocomposto utilizzato: una soluzione di silicato di sodio incorporata a nanoparticelle funzionali, nonché a nanoparticelle di Silice fumata (Fumed Silica) per aumentare la solubilità. Messi insieme questi tre elementi possono essere di fatto stampati a base temperature, ottenendo comunque una varietà di materiali dalle molteplici caratteristiche. Aggiungendo al processo di polimerizzazione un bagno di olio minerale inoltre, il materiale ha mostrato maggiore stabilità e resistenza.
Un punto ancora da ottimizzare tuttavia, a detta degli stessi ricercatori del MIT, è l’aumento della chiarezza ottica.
“Abbiamo mostrato un sistema modulare che può essere sintonizzato per stampare un’ampia varietà di vetri inorganici con nanomateriali funzionali incorporati (dielettrici, metallici e ottici)”, spiegano gli scienziati. “Prevediamo che questa piattaforma di materiali versatile, se combinata con la produzione additiva multi-materiale, consentirà la fabbricazione di un’ampia varietà di microsistemi robusti”. “Il principale vantaggio di questa tecnica risiede nella sua semplicità”, concludono i ricercatori.
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Riuscire ad ottimizzare il processo di stampa 3D del vetro eliminando il problema delle alte temperature aprirebbe la strada a moltissime applicazioni. Si potrebbe arrivare a realizzare superfici vetrate altamente performanti a seconda del nanomateriale aggiunto al suo interno. O produrre vetri in grado di reagire all’ambiente grazie all’aggiunta di materiali a memoria di forma. Insomma la sperimentazione è solo all’inizio e le possibilità sono infinite.
