L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) sta esplorando l’utilizzo della stampa 3D per sviluppare scintillatori plastici avanzati, componenti fondamentali nella rilevazione di particelle ad alta energia. Questi dispositivi, essenziali in esperimenti di fisica nucleare e delle particelle, convertono la radiazione ionizzante in segnali luminosi, permettendo la misurazione e l’analisi dei dati raccolti.
Il progetto SHINE: un approccio interdisciplinare
Nell’ambito del progetto SHINE (Plastic Scintillators Phantom via Additive Manufacturing Techniques), finanziato dalla Commissione Scientifica Nazionale 5 dell’INFN, è stata realizzata una nuova generazione di scintillatori plastici ultraveloci utilizzando la stampa 3D. Questo risultato, pubblicato sulla rivista Advanced Functional Materials, è frutto della collaborazione tra l’INFN, il CNR Nanotec, il CERN e le Università di Bari, del Salento, di Padova e di Trento.
Materiali innovativi per prestazioni superiori
I nuovi scintillatori sono stati ottenuti combinando polveri di perovskite, note per le loro eccellenti proprietà ottiche ed elettroniche, con polissilani, polimeri ingegnerizzati per resistere alle radiazioni e garantire stabilità chimica. Questa combinazione ha permesso di creare resine adatte alla stampa 3D, consentendo la produzione di scintillatori con geometrie complesse e prestazioni avanzate.
Vantaggi della stampa 3D nella produzione di scintillatori
L’adozione della stampa 3D offre numerosi vantaggi nella produzione di scintillatori plastici:
Personalizzazione: Possibilità di realizzare forme e dimensioni su misura per specifiche applicazioni sperimentali.
Efficienza produttiva: Riduzione dei tempi di produzione rispetto ai metodi tradizionali.
Ottimizzazione delle proprietà meccaniche e ottiche: Controllo preciso della composizione del materiale per migliorare le prestazioni del rivelatore.
Collaborazioni e prospettive future
La sinergia tra l’INFN e istituzioni come il CNR Nanotec e il CERN evidenzia l’importanza della collaborazione interdisciplinare nella ricerca scientifica. L’integrazione di competenze in fisica nucleare, chimica dei materiali e tecnologie di produzione additiva apre nuove prospettive per lo sviluppo di strumenti avanzati nella rilevazione delle particelle.
In conclusione, l’INFN sta contribuendo in modo significativo all’innovazione nella fisica nucleare attraverso l’applicazione della stampa 3D, sviluppando scintillatori plastici avanzati che migliorano le capacità di rilevazione e aprono nuove possibilità nella ricerca scientifica.
