Nuova gamma di materiali autorigeneranti

Certi tipi di materiali sintetici sono progettati per riparare in modo chimico crepe e altri difetti nella propria struttura. Tali materiali sono comunemente noti come autorigeneranti e spesso presentano vantaggi in termini di resistenza e durata.

Il progetto SHEMAT ("Training network for self-healing materials: From concepts to market"), finanziato dall'UE, studia proprio questi materiali. Il consorzio formato da nove membri ha come principale scopo l'implementazione dell'autorigenerazione in diversi materiali e la commercializzazione degli sviluppi.

Inoltre, SHEMAT intende sviluppare metodi standardizzati per la caratterizzazione del potenziale autorigenerante. Lo scopo è di importanza chiave per la commercializzazione e unico del progetto SHEMAT. Il progetto si concentra su quattro tipi di materiali: polimeri, composti di polimeri rinforzati con fibra, cemento e ceramica. Lo studio di tre anni si concluderà alla fine del 2015.

Finora, sono stati selezionati 15 giovani ricercatori per il programma di sviluppo professionale del progetto.

I lavori hanno avuto inizio con un workshop che intendeva definire la valutazione dei materiali autorigeneranti, un passo in più verso un metodo di caratterizzazione.

Inoltre, il team ha confrontato il costo economico della produzione di spore batteriche su larga scala in condizioni di coltura classiche e innovative per applicazioni concrete. La ricerca ha concluso che la nuova tecnica, insieme ai prodotti di scarto del trattamento dell'acqua, porta a una significativa riduzione dei costi.

Lo studio ha inoltre dimostrato che in alcune condizioni chimiche è possibile realizzare rivestimenti a barriera termica autorigeneranti. La riparazione delle rotture in tali materiali si verifica per ossidazione a temperature di servizio. Il concetto del rivestimento a barriera termica è stato trasferito a un nuovo progetto UE al fine di essere sfruttato a livello commerciale.

Inoltre, il progetto ha dimostrato l'autorigenerazione di fasi MAX con composti di alluminio, mentre l'ossidazione selettiva riempie le parti danneggiate. Il processo di riparazione delle crepe è applicabile a diversi composti di titanio e cromo. In un caso è stata presentata una quantificazione completa, che ha mostrato la possibilità di una generazione a piena potenza e ripetibile. Vengono ora prese in considerazione le opzioni di produzione.

Finora, il progetto SHEMAT ha fatto progressi nella definizione della chimica di alcune applicazioni dei materiali autorigeneranti. I risultati facilitano l'applicazione commerciale dei processi.