Speaker: Dr. Piero Morales
Title: Compositi di Nanotubi di Carbonio e Polimero: proprietà elettro-meccaniche e possibili applicazioni
Abstract:Oltre ad essere stati sperimentati con successo nella fabbricazione e nell’utilizzo di microdispositivi per la rilevazione di segnali elettro-corticografici in animali da laboratorio, compositi di SWCNT (Single Wall Carbon Nanotubes) autoimpiantati su polimeri diversi, hanno mostrato interessanti proprietà elettro-attive. In particolare, uno stress di contrazione, paragonabile o superiore a quello della muscolatura umana, è stato rilevato in film di compositi di SWCNT su elastomeri termoindurenti, quando sottoposti a strain meccanico e campi elettrici moderati (100-500 V/cm).
Abbiamo caratterizzato i compositi con tecniche diverse (microscopie SEM e TEM, micro-Raman, scattering X a contrasto di fase) e misurato le proprietà meccaniche ed elettriche di compositi di diversi tipi, sia basati su polimeri termoplastici che su elastomeri, determinando che l’effetto di contrazione elettro-indotta è presente solamente in compositi di SWCNT su elastomeri termoindurenti, e solamente se sottoposti ad uno strain superiore al 10%. Compositi basati su termoplastici, o su nanotubi di carbonio a parete multipla, non mostrano questa proprietà, così come compositi di qualunque tipo privi di SWCNT o non sottoposti ad allungamento meccanico.
E’ stato anche dimostrato che, per campi elettrici inferiori a 150-200 V/cm, vi è una dipendenza strettamente quadratica della forza di contrazione dal campo elettrico applicato, che suggerisce, come causa del fenomeno osservato, un meccanismo elettrostrittivo generato dal campo elettrico, trasferito all’interno del polimero dai nanotubi e intensificato dalla prossimità, a livello nanometrico, dei nanotubi nel composito. L’esatto meccanismo elettrostrittivo resta tuttavia da determinare. Questi compositi possono quindi avere importanti applicazioni nel settore medico e prostetico, in dispositivi robotici, e in generale nel controllo di processo, anche in concomitanza con processi di espansione di compositi polimero/liquido/gas.
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