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Creating and disseminating novel nanomechanical characterisation techniques and standards

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Procedure di analisi per i nanomateriali

Alcuni scienziati finanziati dall'UE stanno sviluppando importanti raccomandazioni per la standardizzazione internazionale delle prove nanomeccaniche. Un database completo sulle proprietà dei materiali e sulle migliori prassi funge da importante strumento per scienziati e ingegneri.

Tecnologie industriali

I materiali nanostrutturati sono diventati la base di nuovi prodotti e dispositivi in quasi ogni settore, dall'energia solare all'optoelettronica, fino ai sensori medici. È fondamentale migliorare e controllare le proprietà di questi materiali per lo sviluppo dei prodotti, la produzione e il controllo qualità e sono necessarie delle procedure di nanoanalisi standardizzate e appropriate. Gli scienziati hanno avviato il progetto NANOINDENT ("Creating and disseminating novel nanomechanical characterisation techniques and standards"), finanziato dall'UE, per coordinare le attività europee nel settore. L'obiettivo era migliorare la capacità della metrologia di nanoindentazione per rivelare rapporti struttura-funzione su nanoscala definendo nuovi standard per la tecnologia di misurazione. Film sottili e rivestimenti nanostrutturati sono presenti quasi ovunque. Le classiche prove (quasistatiche) di nanoindentazione basate sul metodo Oliver and Pharr (O&P), nonostante sia il migliore sviluppato tra i protocolli, presentano limiti nell'applicazione a film sottili e plastica. Il consorzio ha quindi ulteriormente sviluppato questo importante metodo per applicazioni con raccomandazioni per la standardizzazione dei format di dati, della calibrazione degli strumenti e delle tecniche di misurazione. I risultati delle prove di nanoindentazione dinamiche sono altamente variabili e richiedono una notevole standardizzazione per superare questi problemi. Gli scienziati hanno studiato diversi altri fenomeni (ad es. sovrapposizione, infossamento e incrudimento) e hanno suggerito metodi di miglioramento e standardizzazione. Le prove di nanoscratch e attrito o usura sono un settore relativamente nuovo di prove nanomeccaniche. Gli scienziati hanno prodotto raccomandazioni importanti per la standardizzazione della strumentazione e i protocolli di analisi a seguito di studi sperimentali dettagliati di diversi materiali in diverse condizioni. Il consorzio ha determinato per la prima volta quantitativamente la resistenza alla scalfittura di silice fusa per diversi carichi. In generale NANOINDENT ha fornito informazioni importanti per nuove proposte di revisione agli standard dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) sulle prove di indentazione per la resistenza. NANOINDENT ha inoltre creato un database di parametri nanomeccanici di diversi materiali ottenuti principalmente dai test di nanoindentazione o nanoscratch in letteratura. Sono stati inclusi anche i metodi di misurazione e le buone prassi. NANOINDENT ha raggiunto il suo obiettivo originale di sviluppare raccomandazioni per la standardizzazione internazionale delle prove nanomeccaniche, inclusi calibrazione degli strumenti, protocolli sperimentali, raccolta e interpretazione dei dati. Il database sarà uno strumento utile per scienziati e ingegneri e promuoverà un'innovazione sostanziale nei nanomateriali.

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