Multifunctional nanocomposites obtained by hierarchical structures

Il presente lavoro è focalizzato sullo sviluppo di nanocompositi multifunzionali innovativi basati sull'uso di una struttura gerarchica. A questo scopo, nanofibre polimeriche sono state prodotte per electrospinning. Questo processo utilizza un' alta tensione (circa il 10-20 kV) per caricare elettricamente una soluzione polimerica per la produzione di fibre ultra-sottili. Due diverse applicazioni sono stati proposte per le membrane termoplastiche ottenute. Nella prima, esse sono state utilizzate per fabbricare laminati compositi tenacizzati e nanorinforzati (utilizzando MWCNT) mediante Resin Transfer Molding (RTM) e altre tecniche di infusione. Mentre nella seconda applicazione, tali membrane sono state modificate con nanoparticelle inorganiche e utilizzate come membrane attive per filtrazione dell'acqua. La necessità di tenacizzare materiali compositi si pone perché essi sono soggetti a delaminazione lungo piani interlaminari. La soluzione proposta a questo problema è stato l'uso di nanofibre che possono essere abbastanza piccole da rinforzare regioni della matrice che si trovano tra strati adiacenti del laminato. A questo scopo sono stati elettrofilati diversi polimeri e sono stati utilizzati come tenacizzanti in laminati compositi. La caratterizzazione di questi laminati, modificati con nanofibre, mostra proprietà termo-meccaniche simili a quelle dei sistemi ottenuti utilizzando la procedura standard. Inoltre, al fine di conferire altre funzionalità quali resistenza al fuoco, lightining-strike, auto-sensing, ecc al composito, sistemi di resine epossidiche con nanocariche sono stati studiati e caratterizzati. Parlando di membrane per la filtrazione dell'acqua, attualmente, membrane polimeriche sono per lo più utilizzate per applicazioni di filtraggio grazie alle loro buone proprietà e bassi costi rispetto alle membrane inorganiche. Di conseguenza, i meccanismi di filtrazione di queste membrane si basano principalmente sugli effetti meccanici come setacciatura, quindi nessuna rimozione chimica delle sostanze tossiche può essere realizzata, questo porta ad effetti di fouling che limitano le prestazioni della membrana. L'idea è stata quella di sviluppare le membrane attive per il filtraggio dell'acqua, caratterizzate da un effetto combinato, setacciatura, proprietà foto-catalitiche e proprietà antibatteriche. A questo scopo, nanofili di ZnO cristallino sono stati cresciuti con un processo chimico da un bagno di deposizione sulle fibre PES ES. Le membrane ibride ottenute mostrano una buona attività fotocatalitica. Inoltre, membrane di PES antibatteriche sono state ottenute da un procedimento one step a partire da una soluzione polimerica con nanoparticelle d'argento precursori. La conversione da precursori argento a nanoparticelle di argento è confermata dalla spettroscopia UV-vis.