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Materiali biomimetici superidrofobici

Responsabile: Mariarosa Raimondo
Personale coinvolto: Federico Veronesi, Maria Caruso, Alessandro Corozzi
Gestione amministrativa/rendicontazione: Laura Mengozzi

Data di inizio: 28/08/2020
Durata: 10 mesi
Finanziamento totale: 303.095,00 €
Bando: Piano Nazionale della Ricerca Militare – Ministero della Difesa
Coordinatore: Mariarosa Raimondo
Consorzio: CNR-ISTEC, CNR-INM (Roma)

Il progetto si colloca nell’ambito dello sviluppo di materiali e tecnologie innovativi nei settori del controllo, della propulsione e della comunicazione di veicoli navali e marittimi. Il progetto prevede il trattamento di superfici di metalli e compositi per il controllo della loro bagnabilità mediante deposizione di rivestimenti ibridi nanostrutturati, in grado di conferire proprietà quali superidrofobicità, amfifobicità, amfifilicità. I materiali a bagnabilità controllata e le relative tecnologie di produzione saranno concepiti come soluzioni specifiche per il settore navale ai fini della riduzione della resistenza all’avanzamento, della propagazione delle vibrazioni e dell’attivazione di meccanismi anti-fouling e fouling release.

Obiettivi del progetto

1. Introduzione di caratteristiche di repellenza nei confronti di liquidi (acqua, liquidi a bassa tensione superficiale) sulla superficie di materiali e componenti per il settore navale
2. Progettazione di superfici funzionali superidrofobiche (SH). Deposizione di rivestimenti nanostrutturati a composizione ibrida, costituiti da un layer ceramico (Al₂O₃, SiO₂, TiO₂) ibridizzato con polimeri, quindi “infuso” con lubrificanti a diversa tensione superficiale e viscosità. L’intento primario è massimizzare la repellenza delle superfici nei confronti dell’acqua ed assicurare la durabilità delle prestazioni nel tempo nelle condizioni operative previste
3. Caratterizzazione della capacità dei rivestimenti SH di ridurre la resistenza d’attrito tramite prove dinamometriche effettuate in tunnel idrodinamico su geometrie piane. Caratterizzazione della capacità delle superfici SH di ridurre le vibrazioni generate dallo strato limite turbolento ed il rumore autoindotto. Caratterizzazione dell’influenza dei rivestimenti SH sul fenomeno della separazione dello strato limite per geometrie caratteristiche di superfici di controllo (cilindro, profilo alare) con valutazione dell’impatto su resistenza e portanza
4. Caratterizzazione della capacità delle superfici SH con geometrie diverse di ridurre le vibrazioni ed il rumore autoindotto. Prove di durabilità sui rivestimenti. Valutazione comparativa delle proprietà dei vari rivestimenti e definizione di linee guida per la loro applicazione in ambito industriale
5. Caratterizzazione della capacità anti-fouling e fouling relase di rivestimenti SH o amfifilici (a doppia funzionalità) attraverso test in vasche con ambiente controllato e in ambiente marino. L’intento è indagare le correlazioni tra proprietà microstrutturali ed energia superficiale dei rivestimenti ibridi con le desiderate capacità di mancata adesione e/o rilascio di microrganismi. Saranno simulate diverse condizioni al contorno, mirando all’individuazione delle condizioni ambientali di massima efficacia anti-fouling.