Foto (izquierda) de un bosque de nanocables rociado sobre un árbol en miniatura, con color (violeta) que surge de nanopartículas de oro incrustadas. Imagen de microscopio electrónico (derecha) de la mezcla de nanocables / nanopartículas. Crédito:(izquierda) Jonathan P. Singer; (derecha) Lin Lei
Los ingenieros han inventado una forma de rociar alambres extremadamente delgados hechos de un material vegetal que podría usarse en filtros de máscara N95. dispositivos que recolectan energía para electricidad, y potencialmente la creación de órganos humanos.
El método consiste en rociar metilcelulosa, un material plástico renovable derivado de la celulosa vegetal, en objetos impresos en 3D y otros que van desde la electrónica hasta las plantas, según un estudio dirigido por Rutgers en la revista Materiales Horizontes .
"Este podría ser el primer paso hacia la fabricación tridimensional de órganos con los mismos tipos de propiedades asombrosas que se ven en la naturaleza, "dijo el autor principal Jonathan P. Singer, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Rutgers-New Brunswick. "En el término más cercano, Las máscaras N95 están en demanda como equipo de protección personal durante la pandemia de COVID-19, y nuestro método de rociado podría agregar otro nivel de captura para hacer que los filtros sean más efectivos. Los dispositivos electrónicos como los LED y los recolectores de energía también podrían beneficiarse de manera similar ".
Los alambres delgados (nanocables) hechos de materia blanda tienen muchas aplicaciones, incluidos los cilios que mantienen limpios nuestros pulmones y las setas (estructuras erizadas) que permiten que los geckos se agarren a las paredes. Estos cables también se han utilizado en pequeños recolectores de energía triboeléctrica, con ejemplos futuros que posiblemente incluyan tiras laminadas en zapatos para cargar un teléfono celular y un sensor de manija de puerta que enciende una alarma.
Si bien la gente ha sabido cómo crear nanocables desde la llegada de los hilanderos para fundir el algodón de azúcar, controlar el proceso siempre ha sido limitado. La barrera ha sido la incapacidad de rociar en lugar de girar tales alambres.
Laboratorio híbrido de micro / nanofabricación de Singer, en colaboración con ingenieros de la Universidad de Binghamton, reveló la física fundamental para crear tales aerosoles. Con metilcelulosa, han creado "bosques" y espumas de nanocables que pueden recubrirse con objetos tridimensionales. También demostraron que las nanopartículas de oro se pueden incrustar en cables para detección óptica y coloración.