Grazie alla loro eccellente stabilità, i polimeri sono ampiamente utilizzati come rivestimenti o materiali di imballaggio nelle più moderne tecniche di avanguardia, come la litografia a nanostampa, i sistemi microelettromeccanici (MEMS) e i dispositivi semiconduttori. Tra i diversi parametri meccanici, i moduli elastici dei nanofilm polimerici non sono solo fondamentali per il loro efficace utilizzo, ma anche il parametro chiave per esplorare le quantità fisiche relative alle dimensioni su piccole scale. Il metodo convenzionale per la misurazione del modulo elastico è quello di deformare il materiale sottile a una profondità di scala nanometrica utilizzando un indentatore affilato, e il modulo elastico può essere estrapolato dalla curva di carico-deformazione acquisita. In realtà, spesso si ottiene un modulo elastico ibrido del sistema film-substrato piuttosto che il modulo intrinseco del film, e questo può essere critico per film elastici e sottili.
Per eliminare gli effetti del substrato, vengono sviluppate strategie, come la misura su film sospesi. Tuttavia, la maggior parte dei metodi richiede un’elaborata preparazione, manipolazione e/o trasferimento del campione, limitando le possibili applicazioni. Pertanto, serve sviluppare un metodo che sia insieme semplice e accurato per misurare le caratteristiche meccaniche di un nanofilm.
In uno sforzo congiunto, un gruppo internazionale di ricercatori della University of Electronic Science and Technology (UESTC), Cina, guidato da Yakang Jin e Longquan Chen, e del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell'Università di Milano-Bicocca (UNIMIB), guidato da Carlo Antonini, ha recentemente studiato la nanomeccanica dei cosiddetti “nanoblisters” (nanovesciche), che si formano naturalmente in acqua tra un nanofilm polimerico e un substrato rigido, utilizzando la microscopia della forza atomica (AFM). I ricercatori hanno studiato l'effetto delle dimensioni sulla rigidità del nanoblister e hanno proposto un modello teorico con l'aiuto di analisi energetiche, offrendo un metodo semplice per misurare con precisione il modulo elastico dei nanofilm polimerici. Lo studio ha portato alla pubblicazione della rivista "Interfacial Nanoblisters Formed in Water Serving as Freestanding Platforms for Misuring Elastic Moduli of Polymeric Nanofilms" nella rivista internazionale peer-reviewed Nano Letters (Impact Factor 11.189, Journal Citation Report, Clarivate Analytics, 2021).
Il metodo non solo evita la complicata preparazione del campione, ma elimina anche gli effetti del substrato nei test convenzionali: si prevede quindi che sia molto utile sia per ricerche di scienza fondamentale che in applicazioni tecnologiche.