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Oggetti aerogel 3D in miniatura stabili

26.08.2020

I ricercatori dei Laboratori federali svizzeri per la scienza e la tecnologia dei materiali (Empa) hanno creato microstrutture stabili e ben sagomate dall'aerogel di silice utilizzando una stampante 3D. Le strutture stampate possono avere uno spessore fino a decimi di millimetro. Il nuovo aerogel di silice ha migliori proprietà meccaniche e può anche essere perforato e fresato. Ciò apre possibilità completamente nuove per la post-elaborazione di stampi in aerogel stampati in 3D.

Gli aerogel a base di silice sono schiume leggere e porose che forniscono un eccellente isolamento termico. Questo materiale è molto fragile e quindi i grandi oggetti in aerogel sono solitamente rinforzati con fibre organiche o bipolimeriche. Trasformare piccoli oggetti da quelli più grandi non è un compito facile. E stampare immediatamente un oggetto in miniatura è ancora più difficile.

Il nuovo metodo sviluppato dagli scienziati dell'Empa consente di ottenere oggetti piccoli e stabili dall'aerogel. Con il metodo è possibile mettere a punto le proprietà di scorrimento e solidificazione dell'inchiostro siliconico, da cui successivamente si ottiene l'aerogel, in modo che sia possibile stampare sia strutture autoportanti che membrane sottili. Come esempio di tali strutture, i ricercatori hanno stampato le foglie e le infiorescenze di un fiore di loto. L'oggetto di prova galleggia sulla superficie dell'acqua a causa delle proprietà idrofobiche e della bassa densità dell'aerogel di silice, proprio come il suo modello naturale. La nuova tecnologia consente inoltre per la prima volta di stampare complesse microstrutture XNUMXD da più materiali.

Utilizzando una membrana in aerogel stampata, i ricercatori hanno costruito una pompa di gas "termomolecolare" che funziona senza parti mobili ("pompa Knudsen"). Il principio di funzionamento si basa sul trasferimento limitato di gas in una rete di pori di dimensioni nanometriche o canali unidimensionali, le cui pareti sono calde a un'estremità e fredde all'altra. Il team ha costruito una tale pompa per aerogel che è stata rivestita su un lato con nanoparticelle di ossido di manganese nero. Quando una fonte di luce viene diretta verso di essa, la pompa si riscalda sul lato oscuro e inizia a pompare gas o vapori di solventi.

Tale pompa, alimentata esclusivamente dalla luce solare, non solo può pompare aria, ma anche purificarla. Se nell'aria sono presenti contaminanti o tossine, come il solvente toluene, l'aria può circolare più volte attraverso la membrana e il contaminante viene distrutto chimicamente da una reazione catalizzata dalle nanoparticelle di ossido di manganese.

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Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

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Contenuto alcolico della birra calda 07.05.2024

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Notizie casuali dall'Archivio

Concetto di interfaccia del sensore termico 27.05.2014

Metaio, una società di tecnologia della realtà aumentata, ha annunciato lo sviluppo del sistema Thermal Touch. Questo sistema consente di utilizzare sensori a infrarossi e occhiali intelligenti come Google Glass per trasformare qualsiasi superficie in un'interfaccia touch, ovvero per interagire con i contenuti digitali in qualsiasi ambiente.

Combinando l'immagine a infrarossi con l'immagine acquisita da una telecamera tradizionale, il sistema determina la cosiddetta impronta termica che l'utente lascia quando tocca la superficie. Aggiungendo a questa tecnologia la realtà aumentata e la visione artificiale (occhiali intelligenti), l'utente ottiene un'interfaccia touch fondamentalmente nuova quasi ovunque desideri.

Secondo gli sviluppatori, questo apre molte possibilità. Ad esempio, l'utente può controllare la direzione di movimento del dispositivo semplicemente toccando una normale mappa statica sul muro. Secondo gli inventori, la migliore interfaccia utente per i dispositivi indossabili non è stata ancora determinata. Gli sviluppatori stanno sperimentando attivamente la navigazione vocale, vari dispositivi di assistenza e tecnologie di proiezione. Per essere prodotta in serie, la tecnologia deve essere, prima di tutto, conveniente e operare anche nella più ampia gamma di applicazioni. Forse una nuova invenzione sarà in grado di soddisfare questi requisiti.

Nel frattempo, gli stessi sviluppatori affermano con tristezza che la loro tecnologia può diventare realtà non prima di cinque anni. Allo stesso tempo, passeranno fino a dieci anni prima che i sensori termici diventino massicciamente integrati nei dispositivi.

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