Notícies
29.07.2025De la síntesi a la caracterització: l’AFM com a eina clau per entendre els nous materials
El Dr. Jordi Díaz, responsable del laboratori de tècniques nanomètriques dels CCiTUB, ha col·laborat en un estudi multidisciplinar junt amb personal investigador de la Universitat de Barcelona(Departament de Ciència dels Materials i Química Física, Departament de Química Inorgànica i Orgànica), de la Facultat d’Enginyeria de la Universitat de Porto i del Institut de Robòtica & Sistemes Inteligents del ETH Zurich.
L’estudi, publicat a Advance Materials sota el títol “On‐the‐Fly Synthesis of Freestanding Spin‐Crossover Architectures With Tunable Magnetic Properties”, presenta una nova tècnica de química de flux en 3D que permet fabricar materials basats en spin-crossover (SCO) de manera més eficient, homogènia i escalable. Aquests tipus de materials, tenen un gran potencial tecnològic en camps diversos com la fabricació de sensors i dispositius òptics, entre d’altres, gràcies a la seva capacitat de canviar d’estat d’espín en resposta a estímuls externs com temperatura, pressió, llum o camp magnètic, però la seva difícil processabilitat n'ha limitat l'ús pràctic i els mètodes tradicionals d'integració en polímers són complicats i costosos. Aquesta nova tècnica desenvolupada permet un control sense precedents per a la fabricació directa de materials compostos amb SCO, abordant reptes clau com la processabilitat, l'escalabilitat i el cost.
Al laboratori de tècniques nanomètriques dels CCiTUB, es van fer les mesures mecàniques de diferents mostres amb microscòpia AFM i nanoindentació. Es van realitzar indentacions controlades, mitjançant la punta de l’AFM, sobre les fibres d’aquest material, mesurant així la seva resposta elàstica. Els valors que es van obtenir, del rang de megapascals (MPa), és típic de materials tous, com hidrogel d'alginat, i concorda amb allò observat en estudis anteriors sobre materials similars.
Per la serva banda, la corba d'indentació va mostrar comportament predominantment elàstic, sense dany permanent, cosa que suggereix que aquestes fibres recuperen la seva forma després de la descompressió. Això dona suport al seu potencial per a aplicacions on es requereixi flexibilitat i reversibilitat mecànica.
L’estudi amb AFM ha permés comprovar que la combinació dʻelasticitat (MPa) amb transició dʻespí fa possible materials tous però funcionals termocromàticament com els desenvolupats amb la nova tècnica presentada.
Tècnica de nanoidentació
La microscòpia de forces atòmiques, com la dels CCiTUB, incorporen un mòdul específic de nanoidentació el que ens permet mesurar les propietats mecàniques dels materials a escala nanomètrica amb una alta precisió i sent necessària una petita quantitat de mostra. Mitjançant la nanoidentació, obtenim paràmetres com l'adhesió, la deformació o el mòdul d'elasticitat que ens permeten conèixer com de resistent és el material a una deformació permanent o quina capacitat té per deformar-se elàsticament.