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Gruppo di Scienza e Tecnologia dei Materiali

Descrizione del gruppo

Il gruppo di Scienza e Tecnologia dei Materiali del DIMI svolge attività di ricerca finalizzata a generare, sviluppare e promuovere conoscenze sui materiali a base polimerica tradizionali e innovativi, e più specificatamente sulla loro preparazione, caratterizzazione (chimico-fisica, morfologica, termica, meccanica e reologica), tecnologie di trasformazione e applicazioni ingegneristiche. Le principali aree di ricerca riguardano:

  • sviluppo di materiali polimerici e biomateriali per applicazioni ingegneristiche avanzate;
  • meccanica dei materiali polimerici e compositi;
  • reologia dei materiali polimerici;
  • tecnologie di trasformazione e ingegnerizzazione di prodotto.

Il gruppo svolge attività di docenza in diversi corsi di laurea di area ingegneristica ed è inserito nei dottorati di ricerca in Ingegneria Meccanica e Industriale (DRIMI - sezione "Materiali per l’ingegneria”) ed in “Technology for Health”, sviluppando tesi di laurea e di dottorato, anche in collaborazione con aziende.
Il gruppo ha numerose collaborazioni di ricerca a livello nazionale e internazionale con Università e Istituti di Ricerca e porta avanti progetti di ricerca/innovazione tecnologica, e attività di consulenza con aziende, sia a livello locale che nazionale.
Il gruppo si avvale di un laboratorio (“Laboratorio di Scienza e Tecnologia dei Materiali”), nel quale sono presenti le seguenti apparecchiature: dinamometri per prove meccaniche; pendolo per prove di impatto; reometri; strumenti per analisi termica (DSC; TGA; DMTA); spettrofotometri; microscopio ottico; macchinari per la trasformazione dei materiali polimerici termoplastici. E’ dotato di strumenti di calcolo per la simulazione di processi di trasformazione.
Il gruppo fa parte dell’Unità di Ricerca di Brescia di INSTM ("Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali"), e partecipa attivamente ai lavori dell’ESIS (“European Structural Integrity Society”,  www.structuralintegrity.eu).

Attività di ricerca
  • Sviluppo di biomateriali polimerici innovativi per l’ingegneria tissutale: “blend”, compositi, idrogeli e schiume.
  • Bioplastiche e tecnologie green: sviluppo e ottimizzazione delle proprietà biotecnologiche di nuovi materiali biodegradabili e/o compostabili con specifiche proprietà funzionali a partire da materie prime da fonte rinnovabile, scarti industriali, materiali esausti e scorie.
  • Riciclo delle materie plastiche: messa a punto di tecniche di separazione e analisi di frazioni plastiche miste, caratterizzazione termica, meccanica e reologica della materia prima-seconda al fine di individuarne il settore applicativo più adeguato.
  • Sviluppo di idrogeli polimerici “smart” per la realizzazione di microattuatori e dispositivi per il rilascio controllato di farmaci.
  • Sviluppo, caratterizzazione e strategie di ottimizzazione della risposta a memoria di forma di materiali polimerici per applicazioni nella sensoristica intelligente e nel settore biomedicale.
  • Sviluppo di prototipi, dispositivi biomedicali intelligenti e dispositvi “sensor embedded” con supporto a matrice polimerica.
  • Processi di modifica superficiale al fine di impartire nuove caratteristiche e/o funzionalità a sistemi/manufatti per applicazioni nel rilascio controllato e veicolazione di principi attivi e nella sensoristica ambientale.  
  • Sviluppo di metodologie di prova di meccanica della frattura per la misurazione di proprietà di resistenza a frattura di materiali polimerici, compositi e gomme (partecipazione ai lavori del Comitato Tecnico “Polymers and Polymer Composites” dell’ESIS, “European Structural Integrity Society”).
  • Studio del flusso in capillare di fusi polimerici caricati con particelle rigide (“compound” polimerici). 
  • Studio del comportamento reologico di materiali polimerici per la messa a punto di dispositivi per il rilascio controllato di farmaci.
  • Sviluppo di relazioni processo-struttura-proprietà in micro-manufatti in materiale polimerico termoplastico.
  • Studio del comportamento meccanico e dei meccanismi di rinforzo in sistemi elastomerici caricati con micro- e nanoparticelle.
  • Studio di sistemi polimerici per applicazioni biomedicali adatti a tecnologie di trasformazione non convenzionali (elettrofilatura; stampa 3D).
  • Sviluppo di prove sperimentali per valutare la performance di materiali polimerici ed elastomerici soggetti a specifiche condizioni di esercizio (es:  recupero delle deformazioni, cedimento in impatto).
  • Misurazione delle proprietà dei materiali mirata alla generazione dei dati base per simulazioni strutturali o di processo (es: misurazione delle cinetiche di vulcanizzazione e della viscosità).
  • Progettazione di manufatti in materiale polimerico stampati ad iniezione e relative simulazioni di flusso.
  • Effetti delle condizioni operative di stampaggio sulla morfologia dei polimeri e sulle caratteristiche dei manufatti.
  • Difettosità nello stampaggio a iniezione: cause e risoluzione dei difetti.
Parole chiave

biomateriali; bioplastiche; meccanica avanzata di polimeri, elastomeri e compositi; reologia dei polimeri; processi di trasformazione dei polimeri. 

Membri del gruppo
Sito web