Studio della bagnabilità di solidi ad alta temperature (es. materiali ceramici) da parte di leghe liquide e di fenomeni interfacciali, reattività ed evoluzione microstrutturale delle interfacce metallo liquido ceramico.
Studio di interazioni metallo-ceramico in sistemi reattivi o non reattivi in funzione dei parametri di processo (es. temperatura, atmosfere di lavoro) e della concentrazione di soluti reattivi nelle leghe liquide.
L’attività è mirata alla preparazione e alla caratterizzazione di ceramici e compositi di ossidi funzionali e, in particolare, di perovskiti quali BaTiO3 e SrTiO3. L’obiettivo principale della ricerca è lo studio delle correlazioni tra composizione, microstruttura e proprietà nei materiali ceramici dielettrici e ferroelettrici.
I processi di ossidazione avanzati sono attualmente molto studiati per applicazioni nel settore ambientale, specialmente per il trattamento della qualità di aria ed acqua. I materiali fotocatalitici permettono di catalizzare reazioni di mineralizzazione di una vasta gamma di potenziali inquinanti organici ed inorganici, convertendoli in acqua e diossido di carbonio o in sali inorganici inerti.
- Adesivi geopolimerici per la realizzazione di rinforzi strutturali su edifici in muratura
- Utilizzo di FlyAsh per la riqualificazione di rifiuti industriali
- Pannellazioni e ricoperture di dispositivi tecnologici con uso di geopolimeri
- Utilizzo di attivatori geopolimerici come «catalizzatori» per l’ottenimento di mattoni a bassa energia
- Materiali Geopolimerici per complementi d’arredo
- Studio di manufatti cementizi antichi
- I geopolimeri nel restauro di manufatti ceramici
Questa linea di attività si focalizza sulla progettazione di attuatori smart e materiali responsivi ibridi per applicazioni industriali e in campo biomedicale.
Lo studio di materiali funzionali e la loro ottimizzazione rispetto ad una specifica proprietà richiede una comprensione dettagliata dei processi coinvolti e della loro origine chimico-fisica. In questo contesto la modellizzazione computazionale ha assunto un ruolo di rilievo poiché permette di accedere direttamente alle caratteristiche intrinseche del materiale, che sono difficilmente accessibili all’esperimento, fornendo inoltre una descrizione dettagliata dei fenomeni che danno origine alle proprietà ricercate. Questo consente di isolare i fattori rilevanti che influenzano una determinata proprietà e quindi di sviluppare in modo più razionale nuovi materiali.
Il progressivo aumento della popolazione ed il rapido sviluppo economico dei paesi emergenti hanno sottolineato come problema dell'inquinamento atmosferico e idrico rappresenti delle emergenze ambientali di massima priorità. In particolare, la crescente attenzione dedicata su scala globale alle tematiche ambientali e alla sicurezza della salute umana ha incrementato in modo significativo l'attenzione verso tecniche “green” per la depurazione sia dell'aria che delle acque reflue, che permettano di garantire un apprezzabile miglioramento della qualità della vita. A questo proposito, notevoli sforzi sono stati dedicati alla fotocatalisi promossa da materiali semiconduttori per la degradazione degli ossidi di azoto nell'aria e di vari inquinanti tossici nell'acqua, ad alla loro trasformazione in prodotti privi di impronta ecologica.
La natura del precursore ricopre un ruolo importante nella deposizione di film sottili attraverso il Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) e Atomic Layer Deposition (ALD), processi che possono avvalersi sia di composti convenzionali (commercialmente disponibili), sia di molecole appositamente sintetizzate.
L'attività, è focalizzata sullo studio sperimentale di laboratorio ed in campo presso la Stazione Marina MARECO delle proprietà antifouling ed anticorrosione di rivestimenti misti organico-inorganico con sostanze a basso impatto ambientale e di riciclo.
I metodi di sintesi in fase liquida, quali i processi idrotermali / solvotermali e la precipitazione, permettono di preparare un gran numero di composti cristallini inorganici e ibridi con diverse morfologie tra cui nanoparticelle monodisperse, piastrine, fili, strutture porose, mesocristalli ed eterostrutture. Uno dei vantaggi più significativi di questi metodi è il controllo efficace della composizione, della dimensione e forma delle particelle variando parametri fisici e chimici come temperatura, concentrazione, pH e composizione del solvente, nonché utilizzando diversi precursori e mineralizzanti, ed inoltre aggiungendo modificatori della crescita come molecole organiche polari e polimeri idrofili.
La linea di ricerca è finalizzata all'ottimizzazione dei metodi di deposizione chimica da fase vapore (CVD), quali Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MO-CVD), Plasma Enhanced Metal Oganic Chemical Vapor Deposition (PE-MOCVD) e Atomic Layer Deposition (ALD) per la produzione di rivestimenti polifunzionali a matrice prevalentemente ossidica con specifiche proprietà meccaniche, ottiche, elettriche, (foto)catalitiche, autopulenti e di biocompatibilità nel caso di dispositivi per applicazioni biomedicali.
