L’intrigante mondo dei nanomateriali
La rete NANOMOTION (Nanoelectromechanical motion in functional materials) ha lavorato dal 2011 al 2015, formando la futura generazione di ricercatori sugli strumenti nano-elettromeccanici allo stato dell’arte. Alcuni workshop intensivi e visite di scambio hanno contribuito a formare l’esperienza di 12 ricercatori post-laurea e 2 esperti ricercatori in ambito di microscopia a forza di piezo-risposta (PFM, piezoresponse force microscopy) e microscopia a scansione elettrochimica (ESM, electrochemical strain microscopy). La microscopia PFM applica un campo elettrico attraverso la punta della sonda di un microscopio a scansione di forza per misurare la risposta piezoelettrica, ossia la deformazione reversibile in risposta a un campo elettrico. La microscopia ESM, un altro tipo di microscopia a scansione di sonda, analizza la reattività elettrochimica e i flussi ionici nei solidi con una risoluzione senza precedenti ed è particolarmente preziosa nella ricerca energetica. Le parti interessate del progetto NANOMOTION hanno applicato con successo la microscopia PFM per la prima volta, su ceramica piezoelettrica senza piombo e film sottili. Tali materiali costituiscono alternative ecocompatibili alle perovskiti ferroelettriche (PZT), la classe più ampiamente impiegata di ceramiche piezoelettriche. L’utilizzo delle PZT sarà tuttavia limitato dall’UE e attualmente non esiste un equivalente sul mercato. Un’altra linea di ricerca ha coinvolto lo studio di materiali multiferroici. Pochi materiali presentano sia ferroelettricità che ferromagnetismo, ma l’accoppiamento magnetoelettrico su scala nanometrica è comune, ed è attualmente oggetto di un’intensa attività di ricerca. I soggetti interessati hanno preparato e caratterizzate dei compositi multiferroici laminari, fornendo preziose informazioni circa gli effetti di accoppiamento magnetoelettrico su scala nanometrica. Grazie alla combinazione di tecniche all’avanguardia e migliori pratiche, con un forte coinvolgimento del settore privato, il progetto NANOMOTION non solo ha contribuito a lanciare la carriera di ricercatori dedicati, ma ha inoltre rivoluzionato più settori, dalla scienza dei materiali alla progettazione. In particolare, un impulso alla ricerca sui nanomateriali multifunzionali dovrebbe avere un impatto sullo sviluppo dei sistemi nano-elettromeccanici.
Parole chiave
Nanomateriali, NANOMOTION, microscopia a forza di piezo-risposta, microscopia a scansione elettrochimica, ceramiche piezoelettriche
