lunedì 28 Novembre 2022

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La stampa 3D promette sensori a basso costo e a produzione rapida

Ne facciamo uso continuamente, ma non lo sappiamo; solo nel nostro cellulare ne possiamo contare una decina a regolare diverse funzioni.
Di cosa stiamo parlando? Dei MEMS: dispositivi micro-elettro-meccanici caratterizzati dall’integrazione di componenti elettriche e meccaniche su scala micrometrica.

L’esplosione dei nanometri

La ricerca si sta muovendo verso un grado di miniaturizzazione ancora maggiore, ovvero verso i nanodispositivi (NEMS)
Questo processo di miniaturizzazione facilita la realizzazione di sensori inerziali, di massa e di forza con sensibilità tali da poter interagire con singole molecole.

E se per il momento la diffusione dei sensori NEMS risulta limitata dall’alto costo di fabbricazione delle tecnologie a base di silicio, da oggi qualcosa potrebbe cambiare.

La vicinanza con i risonatori in silicio

Il Politecnico di Torino e la Hebrew University of Jerusalem hanno infatti pubblicato sulla rivista Nature Communications il risultato della propria ricerca. Il titolo ne riassume puntualmente l’obiettivo: Reaching silicon-based NEMS performances with 3D printed nanomechanical resonators.
La trattazione mostra come sia possibile ottenere, attraverso la manifattura additiva, nanorisonatori meccanici con qualità, stabilità in frequenza e sensibilità di massa e forza confrontabili con quelle dei risonatori in silicio.

Il metodo

La polimerizzazione a due fotoni, seguita da un processo termico che rimuove il contenuto organico, lasciando una struttura ceramica dotata di alta rigidità e bassa dissipazione interna, ha permesso di ottenere nanodispositivi di diverse geometrie.
I campioni così prodotti vengono poi caratterizzati mediante vibrometria Doppler.

Le prospettive

Il processo appena descritto si dimostra notevolmente più semplice, veloce e versatile delle tecnologie attualmente in uso.
Poter garantire prestazioni simili a quelle del silicio con un processo di stampa 3D promette dunque una produzione rapida e a basso prezzo di sensori multifunzionali di dimensioni sempre più contenute.

Fonti: poliflash.polito.it, industriaitaliana.it

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