Yanliang Zhang ha creato nuovi materiali utilizzando la stampa 3D
Il nuovo metodo, sviluppato dal professore associato di ingegneria aerospaziale e meccanica presso l'Università di Notre Dame, Indiana, USA, mescola più inchiostri nanomateriali aerosolizzati in un unico ugello di stampa
Yanliang Zhang, professore associato di ingegneria aerospaziale e meccanica presso l’Università di Notre Dame, Indiana, USA, ha riferito di aver sviluppato un nuovo metodo di stampa 3D che produce materiali in modi non possibili tramite metodi di produzione convenzionali, secondo un articolo pubblicato da Karla Cruise.
“Di solito ci vogliono dai 10 ai 20 anni per scoprire un nuovo materiale”, ha detto Yanliang Zhang. “Ho pensato che se potessimo accorciare quel tempo a meno di un anno – o anche pochi mesi – sarebbe un punto di svolta per la scoperta e la produzione di nuovi materiali”.
Il suo nuovo processo mescola più inchiostri nanomateriali aerosol in un singolo ugello di stampa, variando il rapporto di miscelazione dell’inchiostro durante la stampa. Questo metodo, chiamato stampa combinatoria ad alto rendimento (HTCP), controlla sia le architetture 3D dei materiali stampati che le composizioni locali e produce materiali con composizioni e proprietà del gradiente a risoluzione spaziale su microscala. La ricerca è stata pubblicata su Nature.
L’HTCP basato su aerosol è estremamente versatile e applicabile a un’ampia gamma di metalli, semiconduttori e dielettrici, oltre a polimeri e biomateriali. Genera materiali combinatori che funzionano come “biblioteche”, ciascuna contenente migliaia di composizioni uniche.
Secondo Yanliang Zhang, la combinazione della stampa combinata di materiali e della caratterizzazione ad alto rendimento può accelerare significativamente la scoperta dei materiali. Il suo team dell’Università di Notre Dame ha già utilizzato questo approccio per identificare un materiale semiconduttore con proprietà termoelettriche superiori: una scoperta promettente per le applicazioni di raccolta di energia e raffreddamento.
Oltre ad accelerare la scoperta, HTCP produce materiali con classificazione funzionale che passano gradualmente da rigidi a morbidi. Ciò li rende particolarmente utili nelle applicazioni biomediche che devono creare un ponte tra i tessuti molli del corpo e i dispositivi indossabili e impiantabili rigidi.
Nella fase successiva della ricerca, Yanliang Zhang e gli studenti del suo Advanced Manufacturing and Energy Lab intendono applicare strategie guidate dall’apprendimento automatico e dall’intelligenza artificiale alla natura ricca di dati di HTCP per accelerare la scoperta e lo sviluppo di un’ampia gamma di materiali .
