Caratterizzazione strutturale e microscopica di compositi polimerici nanostrtturati e loro simulazione

Progetto: Research project

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Description

Nelle ultime decadi si è assistito ad una notevole attività nel campo della scienza dei materiali rivolta alla sintesi e caratterizzazione di compositi a base metallica,
polimerica e ceramica, le cui proprietà sono migliori e/o diverse nel tempo e nell'entità rispetto a quelle dei singoli componenti.
Lo sviluppo delle nanotecnologie ha fornito interessanti prospettive alla possibilità di migliorare le prestazioni dei compositi semplicemente introducendo come
cariche nanoparticelle al posto di microparticelle. Contemporaneamente, lo sviluppo delle potenzialità di tecniche di indagine a livello nanometrico ne ha permesso
l'applicazione finalizzata alla comprensione delle proprietà e della struttura di tali materiali.
Il programma dell'UdR UNIPA si pone come obiettivo la caratterizzazione morfologica e strutturale dei filler (grafeni, argille/nanotubi) e dei compositi polimerici
finalizzata anche all'individuazione della correlazione tra la struttura e le proprietà e con particolare attenzione alle proprietà elettriche. Saranno utilizzate tecniche
di caratterizzazione usuali come la diffrattometria a raggi X (WAXS), porosimetria a gas, spettroscopia Raman, Dynamic Light Scattering (DLS, per filler dispersi in
liquidi) e tecniche finora meno utilizzate in questo settore come la Microscopia Elettronica a Trasmissione ad Alta Risoluzione (HR-TEM), la Risonanza Magnetica
Nucleare (NMR) allo stato solido e lo Scattering di Raggi X a Basso Angolo (SAXS).
Tali tecniche permetteranno di descrivere il sistema su scala micro- e nanoscopica, di determinare il grado di polidispersione del filler all'interno del materiale
composito e di verificare se, dopo il processo di polimerizzazione, la matrice sia rimasta invariata o abbia subito modifiche in seguito alle interazioni con il filler.
Inoltre, lo studio della morfologia delle nanostrutture presenti nella matrice consentirà di costruire una gerarchia di fasi e strutture in cui i domini separati possono
avere differenti funzionalità.
Si intendono effettuare simulazioni Monte Carlo nell'insieme statistico gran-canonico (GCMC) per contribuire alla comprensione dei fattori microscopici che
regolano fenomeni di organizzazione e separazione di fase di polimeri modello anche in prossimità di superfici opportunamente funzionalizzate.
Il modello reticolare che verrà utilizzato è stato ampiamente collaudato in precedenti studi di soluzioni modello di polimeri e tensioattivi e si è dimostrato
particolarmente efficace nel prevedere proprietà termodinamiche e strutturali.
StatoFinito
Data di inizio/fine effettiva3/22/103/21/12

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