Crea sito
Logo stannis
Sito di Jeck86
 
a cura di Jeck86
 
aggiornato il 21marzo 2014
riga

F_logo

NAVIGAZIONE
Chi sono
Narrativa e poesie
Home
 
 

MODIFICA DI NANOTUBI DI CARBONIO TRAMITE INNESTO SUPERFICIALE DI CATENE POLIMERICHE E LORO IMPIEGO PER LA PREPARAZIONE DI ATTUATORI ELASTOMERICI NANOCOMPOSITI.

Tesi triennale di fisica dei materiali, reperibile su Lulu.

Ho postato la mia tesi triennale, sul sito di Lulu, in formato ebook, nella speranza di vendere qualche copia.
La tesi si inseriva in un progetto di ricerca più ampio sui materiali attuatori: un campo di studio in espansione e con grandi prospettive per il futuro.

Si puo acquistare una copia della mia tesi a questo indirizzo

 anteprima

Materiali attuatori.

Lo scopo era quello di creare un nuovo elastomero da impiegare come materiale attuatore.
I materiali attuatori sono materiali che rispondono a sollecitazioni meccaniche con risposte elettriche o a sollecitazioni elettriche con risposte meccaniche.
Per esempio: immaginiamo di avere un cubetto di un materiale piezoelettrico e di comprimere due facce opposte, otterremo una differenza di potenziale tra le due facce e, collegandole con un filo metallico, anche una corrente elettrica.
Per contro, se prendiamo un materiale attuatore mettiamo le sue due facce opposte a contatto con i due capi di un generatore di differenza di potenziale il materiale risponderà comprimendosi.
Approfondirò in un post successivo i vari tipi di materiali attuatori e le differenze che passano tra loro.

materiali attuatori

Per il momento basti sapere che noi stavamo studiando un particolare tipo di attuatore chiamato EAP, cioè polimero elettroattivo, o DEA, attuatore dielettrico elastomerico.
Si tratta di polimeri, in particolare materiali gommosi, elastici ed elettricamente non conduttori.
Sulle facce del materiale gommoso vengono applicati degli elettrodi.
Aumentando la differenza di potenziale tra gli elettrodi, il materiale gommoso viene schiacciato.
Riducendo la differenza di potenziale tra gli elettrodi l'elastomero torna ad assumere la forma iniziale.

Inutile dire quanto utile questo possa dimostrarsi in futuro e quanti impieghi ciò potrebbe avere: dalla creazione di tablet braille per non vedenti alla produzione di muscoli artificiali.

Metamophing computer for the blind

Palmare braille per non vedenti.

Perchè questo materiale attuatore sia funzionale, però, è necessario che abbia un basso modulo elastico, cioè che sia morbido e a piccole pressioni si deformi molto, e una elevata permettività dielettrica.
Spiegare la permeabilità dielettrica è complicato e magari gli dedicheremo un post a parte.
Diciamo che noi vogliamo che i due elettrodi abbiano grande differenza di potenziale, in modo da comprimere l'elastomero, ma non vogliamo che scariche di corrente passino attraverso il materiale.

Nanotubi di carbonio.

Tramite l'introduzione di MWNT (Nanotubi di carbonio a pareti multiple) è possibile aumentare sia la permittività dielettrica che la risposta elettromeccanica, grazie alle particolari proprietà elettriche dei nanotubi di carbonio.

nanotubo di carbonioNanotubo di carbonio

Avete presente quando temperate una matita e si produce quella polverina nera che poi va a macchiare ogni cosa.
Quella è polvere di grafite ed è parente stretta dei nanotubi di carbonio.
Anche ai nanotubi di carbonio dedicheremo un post a parte.

Per il momento basti sapere che i nanotubi di carbonio migliorano le proprietà del nostro materiale attuatore.
Ma non li si possono semplicemente mischiare alla matrice polimerica, sennò si raggrumano e creano percorsi elettroconduttivi, cioè il materiale gommoso diventa un colabrodo e fa passare corrente elettrica a tutto andare.

percolazione: cammini elettroconduttivi
Cammini elettroconduttivi.


Per impedire che ciò accada i nanotubi devono essere opportunamente modificati.
La loro struttura chimica verrà modificata in un modo che vedremo, per far sì che si dissolvano bene nell'elastomero senza grumi e senza far passare corrente.

Uff.
Come è difficile spiegare la scienza in modo semplice!


09/01/2014 00:31:22

Chimica, fisica, ingegneria, scienza dei materiali, nanotubi di carbonio, elastomeri attuatori, tesi di laurea, sperimentale.

Mail
jeck86_iperp@hotmail.it