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Materiales macroscópicos ensamblados a partir de superredes de nanopartículas

Peter J Santos¹, Paul A Gabrys¹, Leonardo Z Zornberg¹

¹Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA.

|March 25, 2021

Resumen

Los investigadores desarrollaron un método para crear grandes cantidades de superredes de nanopartículas. Esta técnica permite la preservación del orden a nanoescala mientras se dan formas a los materiales a la macroscala.

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Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

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Published on: February 4, 2013

Área de la Ciencia:

Ciencias de los materiales
Nanotecnología
Ingeniería Química

Sus antecedentes:

La organización jerárquica de los materiales a partir de componentes a nanoescala es crucial para controlar las propiedades.
Los métodos de ensamblaje de nanopartículas existentes carecen de control sobre escalas de mayor longitud.
Adaptar las micro y macrostructuras sin interrumpir el ordenamiento a nanoescala es un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

Demostrar un método para el ensamblaje rápido de superredes de nanopartículas a escala de gramos.
Para permitir la conformación de estas superredes en objetos macroscópicos.
Para preservar el ordenamiento a nanoescala durante la formación de material macroscópico.

Principales métodos:

El ensamblaje rápido de las cristallitas de superred de nanopartículas facetadas.
Formación de superredes en objetos macroscópicos mediante un procesamiento análogo al sinterizado.
Mantener interacciones químicas activas durante el procesamiento para preservar el orden a nanoescala.

Principales resultados:

Se ensamblaron rápidamente cantidades a escala de gramo de cristalitos de superred de nanopartículas.
Los objetos macroscópicos se formaron con éxito a partir de estas cristalinas.
El ordenamiento a nanoescala se conservó durante todo el proceso de modelado macroscópico.
Las nano, micro y macrostructuras eran sintonizables en función de las propiedades y el procesamiento de la cristalina.

Conclusiones:

Se desarrolló un método versátil para el control simultáneo de la organización estructural a través de múltiples escalas de longitud.
Este enfoque permite la creación de sólidos a granel con propiedades sintonizables.
El método cierra la brecha entre el autoensamblaje a nanoescala y la fabricación de materiales macroscópicos.