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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
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Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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[35] T. Tanaka, G.C. Montanari, R. Mulhaupt, “Polymer nanocomposites as dielectrics and electrical insulation”, IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 11, n. 5, pp. 763-784, October 2004.
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Parole Chiave
ISOLAMENTO ELETTRICO, NANOMATERIALI, MATERIALI INTELLIGENTI, SOLLECITAZIONE ELETTRICA, SOLLECITAZIONE TERMICA, SOLLECITAZIONE MECCANICA, APPLICAZIONI A LUNGO TERMINE

CaRatterizzazione di materiali Isolanti Nanostrutturati per applicazioni Elettriche (CRINE)

Università degli Studi di Bologna
Abstract
Lo scopo di questo progetto, che costituisce un seguito del precedente progetto PRIN chiamato MISTRAL ( Materiali Isolanti nanoSTRutturati per Applicazioni Elettriche ed Elettroniche), terminato alla fine del 2005, è quello di sviluppate nuove idee sul comportamento funzionale intelligente di materiali isolanti nanostrutturati, idee che abbiano una ricaduta commerciale in tempi brevi. Si pensa che nei componenti elettrici i materiali nanostrutturati possano fornire un significativo valore aggiunto in termini di prestazioni e affidabilità; il maggior costo attuale potrebbe, infatti, essere compensato da migliori caratteristiche elettriche, termiche e meccaniche e, comunque, essere drasticamente ridotto dalla maggiore disponibilità e molto minori costi delle nanocariche. E’ noto che gran parte delle apparecchiature elettriche si guastano a causa di punti deboli dell’isolante elettrico in cui si possono innescare scariche parziali tali da causare la crescita di fenomeni di degradazione veloci ed altamente energetici (per es. l’arborescenza elettrica). La crescita di tali fenomeni è favorita dalla sollecitazione meccanica e termica.
Nonostante la grande quantità di lavoro dedicato a MISTRAL, deve ancora essere condotta una rilevante attività di ricerca sui seguenti aspetti:
- caratterizzazione elettrica a medio-lungo termine;
- caratterizzazione termica a medio-lungo termine;
- caratterizzazione meccanica a breve e a medio termine;
>>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giancarlo Montanari Università degli Studi di BOLOGNA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Gli obiettivi del progetto sono quelli di sviluppare e caratterizzare dal punto di vista elettrico, termico e meccanico materiali innovativi nanostrutturati a comportamento funzionale intelligente, candidati per applicazioni elettriche ed elettroniche. Verranno presi in considerazione nuovi materiali, ottenuti da nanostrutturazione, che mostrano le migliori proprietà come isolanti elettrici. Inoltre, sarà impiegato il background acquisito con il precedente progetto MISTRAL per ottimizzare la struttura dei materiali nanocompositi anche per mezzo del processo di produzione degli stessi. Le informazioni sul comportamento funzionale a medio-lungo termine di questi materiali sono, infatti, fondamentali per un progetto ottimizzato di qualsiasi sistema di isolamento, dal momento che l'isolante organico sottoposto a sollecitazione è soggetto con l'andare del tempo alla degradazione delle sue principali proprietà. E' già stato osservato durante MISTRAL, sia dal gruppo MISTRAL che da altri ricercatori internazionali (Giappone, USA, UK e altri), che non solo le caratteristiche a breve termine ma anche quelle a medio-lungo termine possono essere influenzate notevolmente dalla nanostrutturazione. Tuttavia, sebbene siano state studiate le proprietà meccaniche a breve termine, non vi è ancora alcun contributo sulla caratterizzazione della resistenza alla sollecitazione termica dei materiali isolanti polimerici nanostrutturati, né sono disponibili dati sulla degradazione dei >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La più recente letteratura scientifica mostra come i nanocomposti polimerici, in cui, cioè, i polimeri isolanti elettrici utilizzati come matrici sono caricati con materiali aventi almeno una dimensione nanometrica, possono mostrare caratteristiche migliori rispetto agli isolanti polimerici attualmente in uso nei sistemi isolanti. Tale comportamento non è stato ancora modellizzato approfonditamente, sebbene sia oggetto di studio da parte di alcuni importanti gruppi di ricerca nel mondo.
Una qualsiasi proprietà macroscopicamente osservabile di un materiale è il risultato del comportamento collettivo dell’insieme di atomi o molecole che costituiscono il materiale stesso. Le proprietà macroscopiche possono, dunque, essere fortemente influenzate dalla presenza di riempitivi aventi struttura nanometrica, dal momento che il volume libero ha dimensioni dell'ordine delle decine di nanometri.
I nanomateriali che hanno almeno una dimensione compresa tra 1 e 100 nm, possono interagire con la struttura polimerica dei materiali isolanti in modo tale da modificarne in modo sorprendente le proprietà macroscopiche. E’ noto che aumentando l’estensione delle superfici di contatto, il ruolo dei grani nella determinazione delle proprietà macroscopiche di un materiale è di crescente importanza. Infatti, è l’interazione fra caratteristiche dei grani e delle superfici di contatto che è determinante per il comportamento macroscopico del materiale. Pertanto, l’uso di grani di >>>