Uno studio di Maria Raimo dell’Istituto per i polimeri, compositi e biomateriali (Ipcb) del Cnr di Pozzuoli, pubblicato su 'Materials Today Communications’, prefigura una nuova classe di dispositivi termosensibili in grado di disperdere velocemente il calore o, viceversa, di mantenerlo. La ricerca ha analizzato la morfologia di una serie di composti polimerici 'cristallini’, rivelando che la distribuzione di calore varia sensibilmente in prossimità di fibre orientate secondo l’asse longitudinale: le fibre, cioè, all’interno del materiale incidono sui 'percorsi del calore’, traportandolo più rapidamente lungo determinate direzioni.
“Per fibre intendiamo strutture geometriche bidimensionali che, nei materiali compositi, intersecano una matrice; le più comuni sono fibre di carbonio, di kevlar, fibre naturali o fibre polimeriche artificiali”, spiega la ricercatrice dell’Ipcb-Cnr. “Proprio su queste ultime si è focalizzato il nostro lavoro, che ha evidenziato una proprietà comune e di grande importanza applicativa delle fibre: sono in grado di propagare preferenzialmente il calore. Lo studio è innovativo in quanto propone un approccio originale per spiegare la particolare morfologia di tali materiali, una struttura che sarebbe appunto di origine termica”.
L’effetto è stato osservato sia su fibre dalla conducibilità termica elevata, come quelle di carbonio o metalliche, sia sulle polimeriche, come kevlar, polietilene e polietilentereftalato, evidenziando che la conducibilità lungo l'asse della fibra è maggiore rispetto a quella che lo stesso polimero presenta in forma 'non orientata’. “Dall’esame microscopico abbiamo potuto dedurre che il calore viene trasmesso preferenzialmente lungo le fibre a causa della maggiore resistenza offerta dalla matrice al passaggio di calore”, aggiunge Raimo.
In ambito teorico, prevedere se ci saranno sviluppi applicativi del 'seme’ gettato da una ricerca è sempre un azzardo. “In questo caso ritengo però che le potenzialità applicative siano molte”, conclude la ricercatrice. “Pensiamo alla possibilità di utilizzare un mezzo polimerico isolante in cui siano introdotte fibre 'lunghe’ che agiscano da 'autostrade’ per favorire la rimozione di calore o a dispositivi capaci di variare stato repentinamente, passando dal liquido al solido: veri e propri 'interruttori termici’ ottenuti progettando opportunamente la morfologia dei materiali”.
Fonte: Maria Raimo, Istituto per i polimeri, compositi e biomateriali del Cnr, Pozzuoli (Na), tel. 081/8675060 , email maria.raimo@cnr.it
Per saperne di più: - www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352492815000045
