Gli scienziati svizzeri combinano la stampa 3D e l’elettrolisi per creare degli splitter molecolari
Un team di scienziati dell’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ha sviluppato un nuovo dispositivo che combina la stampa 3D e l’elettrolisi per suddividere fasci di molecole. Il dispositivo utilizza elettrodi ad alta tensione per controllare il movimento delle molecole all’interno di un ambiente vuoto.
Il processo innovativo, sviluppato da Sean Gordon e Andreas Osterwalder presso l’Istituto di Scienze Chimiche e Ingegneria dell’EPFL, è stato recentemente descritto in un documento pubblicato su Physical Review Applied, e offre un’alternativa vantaggiosa ai dispositivi a fasci esistenti. Secondo gli scienziati, il nuovo metodo di fabbricazione, che utilizza la stampa 3D e l’elettrolisi, consente di produrre forme più complesse e di accelerare i tassi di produzione da 50 a 100 volte.
Con un comunicato stampa sulla nuova tecnologia dirompente, gli scienziati EPFL spiegano che hanno potuto costruire con successo gli elettrodi usando parti in plastica stampate in 3D e l’elettrolisi, una tecnica che impregna un materiale conduttore con uno strato metallico. I trattamenti galvanici, comunemente utilizzati in varie industrie (compresi la moda, i gioielli, gli impianti idraulici e il settore automobilistico), non sono spesso adatti alle applicazioni scientifiche. Cioè fino ad ora.
“La tecnica inizia con la stampa 3D di un pezzo di plastica e poi col trattamento galvanico con uno strato di metallo di spessore di 10 μm”, dice il comunicato stampa. “Per rendere i pezzi di plastica stampati conduttivi e quindi idonei alla galvanizzazione, sono stati prima trattati con una speciale procedura sviluppata dalla società Galvotec vicina a Zurigo. Una volta applicato il primo strato conduttivo, i pezzi possono essere trattati come se fossero metallici. Il primo passo può essere applicato selettivamente ad alcune regioni del pezzo stampato, in modo che il dispositivo finale contenga alcune aree metalliche e conduttive mentre altre restino isolanti “.
Utilizzando questo nuovo processo, gli scienziati sono stati in grado di costruire due elettrodi ad alta tensione elettricamente indipendenti da un unico pezzo di plastica con la giusta geometria per la separazione del fascio. La tecnica ha permesso anche ai ricercatori di scegliere tra un’ampia varietà di diversi metalli di rivestimento e di ottenere finiture superficiali di alta qualità, senza graffi, incavi o abrasioni. (Una caratteristica cruciale per la separazione del fascio molecolare).
Elettrodi ad alta tensione
Come già accennato, il nuovo metodo offre numerosi vantaggi rispetto alle tecniche esistenti di separazione del fascio molecolare, tra cui un costo molto più basso e un tempo di produzione molto più veloce. Mentre normalmente occorrono mesi per produrre le strutture complesse necessarie, con il metodo di stampa 3D / galvanotecnico ci sono voluti solo tre giorni (48 ore per stampare 3D e un giorno per l’elettrodo).
Il fatto che la stampa 3D richiede un flusso di lavoro digitale offre anche il vantaggio della ripetibilità. Come spiegano i ricercatori, “gli elettrodi sono stampati direttamente da un computer e non richiedono alcun input manuale. Ciò significa che una replica esatta di una configurazione sperimentale completa può essere riprodotta ovunque semplicemente trasferendo un file di computer “.
Nel complesso, la nuova tecnologia sviluppata dai ricercatori EPFL dimostra il potenziale delle tecnologie di stampa 3D per applicazioni e ricerche scientifiche. In particolare, il progetto ha dimostrato che la stampa 3D può essere utilizzata per produrre rapidamente e in modo economico le “parti elettricamente conduttive chimicamente robuste con alta precisione”.
