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Data documento: 25-02-2016

New nanotech fibre technique to light up European industry
Una nuova nanotecnologia per le fibre illumina l’industria europea

A new cost-effective method of fabricating high quality light-emitting fibres could benefit sectors ranging from sensors to wearable smart devices.
Un nuovo metodo economicamente vantaggioso di fabbricare fibre a emissione di luce di alta qualità potrebbe giovare a molti settori, dai sensori ai dispositivi intelligenti indossabili.

EU-funded researchers have developed a new method for manufacturing fibres made from nanostructured organic materials.
Ricercatori finanziati dall’UE hanno sviluppato un nuovo metodo per produrre fibre composte da materiali organici nanostrutturati.

The breakthrough could lead to the cost-effective fabrication of light-emitting fibres at the nanoscale that can be used in sensors and bio-sensors, for energy harvesting (i.e. solar panels) and even in ‘smart’ clothing that can react to the environment.
Questa svolta potrebbe portare alla fabbricazione economicamente vantaggiosa di fibre a emissione di luce su scala nanometrica, le quali possono essere usate in sensori e biosensori, per la raccolta di energia (ovvero per i pannelli solari) e persino nei capi di abbigliamento “intelligenti” che sono in grado di reagire all’ambiente.

Other potential applications include smart wearable devices, point-of-care diagnostics for medical professionals and home automation applications for lighting and sound systems.
Altre possibili applicazioni includono i dispositivi intelligenti indossabili, la diagnostica sul posto per i professionisti in campo medico e applicazioni di automazione domestica per sistemi di illuminazione e audio.

Structures at the nanoscale are usually between 1 and 100 nanometres – a nanometre is a billionth of a metre – and can possess properties that offer manufacturers amazing strength, flexibility and / or electrical conductivity.
Le strutture su scala nanoscopica hanno solitamente dimensioni comprese tra 1 e 100 nanometri, con un nanometro che è la miliardesima parte di un metro, e possono avere delle proprietà che offrono ai produttori robustezza, flessibilità e/o conduttività elettrica incredibili.

>>>  However, while significant advances in nanotechnology have been achieved in recent years, the nanofabrication of light-emitting fibres has proved difficult to optimise.
Tuttavia, anche se in anni in recenti sono stati compiuti dei notevoli passi in avanti nella nanotecnologia, la nanofabbricazione di fibre a emissione di luce si è rivelata difficile da ottimizzare.

One reason for this is that there are so many variables in the manufacturing process that must be controlled, which pushes up costs and reduces production efficiencies.
Uno dei motivi di questa difficoltà è che nel processo di fabbricazione ci sono moltissime variabili che devono essere controllate, e questo fa lievitare i costi e riduce le efficienze produttive.

For example, the presence of oxygen and moisture in the processing environment can severely affect the optical properties of certain compounds, and thus impact the efficacy of the nanostructures built from them.
Ad esempio, la presenza di ossigeno e umidità nell’ambiente di lavorazione può influire gravemente sulle proprietà ottiche di alcuni composti, e può avere perciò un impatto sull’efficacia delle nanostrutture realizzate con essi.

New manufacturing technique
Nuova tecnica di fabbricazione

In order to address this, the five-year NANO-JETS project, which began in 2013, has pioneered a new manufacturing technique called electrostatic spinning, or ‘electrospinning’.
Allo scopo di affrontare questo problema, il progetto NANO-JETS della durata di cinque anni, che è iniziato nel 2013, ha ideato una nuova tecnica di fabbricazione chiamata filatura elettrostatica, o “elettrofilatura”.

In this technique, electrified fields are applied to produce polymer filaments, which can then be embedded in various device platforms.
In questa tecnica, dei campi elettrici sono applicati per produrre filamenti polimerici che possono essere integrati in varie piattaforme del dispositivo.

The first step of the process involves placing a polymer solution into a syringe, which is then pushed to the tip of a metallic needle by external pumping.
La prima fase del processo prevede di inserire una soluzione polimerica in una siringa, e di spingerla quindi verso la punta di un ago metallico mediante un sistema di pompaggio esterno.

Pumping is usually applied by mechanical pistons, which generates a flow of the solution in the syringe.
Il pompaggio è solitamente applicato mediante pistoni meccanici, e genera un flusso della soluzione nella siringa.

A high concentration of polymer solvent is needed in order to achieve a sufficient amount of entanglements between macromolecules in the solution.
Allo scopo di ottenere una quantità sufficiente di accoppiamenti tra le macromolecole nella soluzione è necessaria una concentrazione elevata di solvente per il polimero.

An electric volt is then applied between the tip and a collector placed in front of it.
Una tensione elettrica viene quindi applicata tra la punta e un collettore posto di fronte ad essa.

The applied voltage is gradually increased, elongating the droplet to form an apex and finally a jet.
La tensione applicata viene gradualmente aumentata, sottoponendo a elongazione la gocciolina fino a farle formare un apice e infine un getto.

The velocity of the jet can reach values of a few metres per second.
La velocità del getto può raggiungere valori pari ad alcuni metri al secondo.

The solvent quickly evaporates from the jet, and solid nanofibers are finally deposited on the collector.
Il solvente evapora velocemente dal getto, e delle nanofibre solide si depositano infine sul collettore.

A key advantage to end users is the fact that these collected fibres are generally flexible and can conform to surfaces of all shapes.
Un vantaggio chiave per gli utenti finali è rappresentato dal fatto che queste fibre raccolte sono generalmente flessibili e sono in grado di adattarsi a superfici di tutte le forme.

In their initial tests, the project team used a controlled nitrogen atmosphere with oxygen content below two parts per million.
Nei test iniziali, il team del progetto ha usato un’atmosfera controllata di azoto con un contenuto di ossigeno al di sotto di due parti per milione.

This enhanced the optical properties of the collected fibres.
Questo ha migliorato le proprietà ottiche delle fibre raccolte.

Other discoveries included the fact that low levels of ambient humidity lead to reduced surface roughness of individual light-emitting fibres.
Si è inoltre scoperto che dei bassi livelli di umidità nell’ambiente portano a una ridotta rugosità della superficie delle singole fibre a emissione di luce.

All this will contribute towards the development of more efficient manufacturing practices.
Tutto questo contribuirà allo sviluppo di pratiche di fabbricazione più efficienti.

Next steps
Passi successivi

The NANO-JETS project is due for final completion in February 2018.
Il progetto NANO-JETS dovrebbe concludersi a febbraio del 2018.

The team will now investigate ways of extending the variety of processed materials in order to achieve new classes of light-emitting fibres, and investigate the light-transport properties of samples made of multiple filaments.
Il team studierà adesso dei modi per ampliare la varietà dei materiali lavorati allo scopo di ottenere nuove classi di fibre a emissione di luce, ed esaminerà le proprietà relative al trasporto della luce di campioni fatti con filamenti multipli.

For further information please visit:
Per ulteriori informazioni, visitare:

NANO-JETS project website
Sito web del progetto NANO-JETS

Source: Based on information from the project
Fonte: Sulla base di informazioni diffuse dal progetto.