HomeRicercaLinee di ricercaNanotecnologie e nanosafetySistemi a grande interfase

Sistemi a grande interfase

Progettazione e sviluppo di fluidi complessi

Responsabile: Davide Gardini

Questa linea di ricerca è dedicata allo studio e allo sviluppo di sistemi a grande interfase, specificatamente di dispersioni in fase liquida di oggetti solidi nanometrici o micrometrici (nanostrutturati e non), tipicamente particelle di ossidi metallici, metalli, minerali argillosi o altri composti ceramici. Essendo le dimensioni dei solidi dispersi in fase liquida molto piccole, l’area superficiale di tali oggetti può essere molto elevata per cui i fenomeni che avvengono all’interfaccia sono quelli che in definitiva governano il comportamento macroscopico di tali sistemi. Poiché il comportamento di tali fluidi spesso si discosta dal semplice comportamento newtoniano si parla di fluidi complessi. I fluidi complessi si incontrano in un gran numero di processi e applicazioni di interesse tecnologico e dalle loro proprietà dipende l’efficienza dei processi stessi e la qualità dei prodotti che ne derivano.

Lo studio di tali sistemi viene condotto dal punto di vista delle proprietà chimico-fisiche, della stabilità colloidale (interazioni interparticellari) e del comportamento reologico con lo scopo di ottimizzare le proprietà in relazione alle applicazioni cui sono destinati ovvero di individuare le cause di problematiche riscontrate durante la loro applicazione in processi industriali. L’attività si pone come obiettivo la comprensione delle correlazioni esistenti tra le proprietà colloidali e reologiche dei fluidi complessi, la loro composizione e la loro struttura e lo studio di come tali proprietà possano influenzare le prestazioni applicative.

La caratterizzazione dei fluidi complessi viene condotta mediante la misura di proprietà che determinano il comportamento colloidale (dimensione delle particelle, potenziale zeta) e di proprietà reologiche (viscosità, limite di scorrimento, tissotropia, moduli viscoelastici), oltre che di altre proprietà chimico-fisiche (pH, conducibilità elettrica, densità, tensione superficiale, angolo di contatto).

I sistemi oggetto dello studio possono avere origini diverse; possono essere il risultato della dispersione in fase liquida di nano o micropolveri, spesso in presenza di opportuni additivi, oppure derivare da sintesi chimiche con tecnica sol-gel, avere origine commerciale oppure essere prodotti industriali in fase di sviluppo.

In particolar modo, tra i fluidi complessi studiati si annoverano:

  • Sospensioni ceramiche per colaggio su nastro
  • Paste serigrafiche per deposizioni serigrafiche
  • Inchiostri ceramici digitali per stampa a getto d’inchiostro
  • Smalti per applicazione mediante smaltatura digitale
  • Fluidi elettroreologici

Strumenti e Processi

I principali strumenti utilizzati per la caratterizzazione dei fluidi complessi sono: