Procedimientos de ensayo para nanomateriales
Los materiales nanoestructurados se han convertido en una pieza imprescindible de nuevos productos y dispositivos que se encuentran virtualmente en todos los campos, desde la energía solar hasta la optoelectrónica o los sensores médicos. Mejorar y controlar las propiedades de estos materiales es esencial para el desarrollo, la producción y el control de calidad de los productos, que requiere procedimientos adecuados estandarizados de nanoensayo. Los científicos iniciaron el proyecto «Creating and disseminating novel nanomechanical characterisation techniques and standards» (NANOINDENT), financiado por la Unión Europea, con el fin de coordinar las actividades europeas en todo este campo. El objetivo era mejorar la capacidad de la metrología mediante nanoindentación con el fin de revelar relaciones estructura-función en la escala nanométrica, a la vez que se definen nuevas normas para la tecnología de medición. Las láminas delgadas y los recubrimientos nanoestructurados se utilizan prácticamente en todas partes. En láminas delgadas y plásticos, la prueba clásica (quasiestática) de nanoindentación basada en el método de Oliver y Pharr (O&P), a pesar de ser el mejor protocolo desarrollado, presenta limitaciones. Por este motivo, el consorcio desarrolló este método con aplicaciones concretas, con recomendaciones sobre los formatos estándar de datos, la calibración de los instrumentos y las técnicas de medición. Se observó que los resultados de la nanoindentación dinámica son muy variables y requieren un grado importante de normalización para subsanar los problemas. Los científicos estudiaron distintos otros fenómenos (como la acumulación, el hundimiento y el endurecimiento debido a la interacción) y sugirieron métodos para mejorar y normalizar la técnica. Las pruebas de nanorresistencia al rayado y la fricción o el desgaste son un campo relativamente nuevo en los ensayos nanomecánicos. Como resultado de investigaciones experimentales detalladas sobre distintos materiales y condiciones, los científicos han redactado recomendaciones importantes para normalizar los instrumentos y los protocolos de ensayo. El consorcio realizó la primera determinación cuantitativa de la resistencia al rayado de óxido de silicio fundido sometido a distintas cargas. En conjunto, NANOINDENT ha realizado aportaciones importantes para elaborar nuevas propuestas de revisión de las normas ISO sobre pruebas de indentación para determinar la dureza. NANOINDENT también creó una base de datos de parámetros nanomecánicos de distintos materiales, obtenidos principalmente a partir de pruebas de nanoindentación o nanorrayado disponibles en la literatura. También se incluyeron métodos de medición y prácticas recomendadas. NANOINDENT ha logrado su objetivo original de desarrollar recomendaciones para la normalización internacional de los ensayos nanomecánicos, incluida la calibración de los instrumentos, los protocolos experimentales, la recogida de datos y su interpretación. Se espera que la base de datos sea una herramienta útil para científicos e ingenieros y facilite de forma sustancial la innovación en los materiales relacionados con la nanotecnología.
