La ricerca sul vetro di prossima generazione

Il vetro e la ceramica a base di vetro sono materiali estremamente versatili. Costituiscono la base di un settore emergente di alta tecnologia, importante di per sé. Inoltre, poiché i materiali sono molto versatili, sviluppare competenze nella loro produzione coltiva abilità in un’ampia gamma di altri settori come la medicina, le telecomunicazioni, la fotonica e le tecnologie pulite.

Il progetto GLACERCO (Glass and ceramic composites for high technology applications) era un consorzio multidisciplinare di istituzioni eccellenti nel settore industriale, della ricerca e accademico. GLACERCO ha selezionato 17 ricercatori all’inizio della carriera e 6 ricercatori esperti per sviluppare materiali a base di vetro e tecnologie di lavorazione innovativi, economici e rispettosi dell’ambiente. I ricercatori hanno partecipato a molti programmi di formazione e workshop.

Nel settore della vetrificazione e del riutilizzo dei prodotti di scarto, GLACERCO ha sviluppato un isolamento in vetro-ceramica porosa nuovo e più economico. Il prodotto è stato brevettato e ha grandi potenzialità per un veloce assorbimento da parte del mercato. Inoltre i materiali in vetro-ceramica derivati dai prodotti di scarto possono sostituire le piastrelle di gres poroso o possono essere usati per produrre materiali da costruzione efficienti dal punto di vista energetico.

Per quanto riguarda la progettazione di compositi avanzati, i membri del team hanno studiato dei rinforzi, tra cui fibre di vetro, nanotubi di carbonio, nanotubi di nitruro di boro e grafene. Con migliori proprietà rispetto alle opzioni tradizionali, i compositi appena sviluppati possono essere un vantaggio per i settori dei componenti elettronici, aerospaziale e petrolchimico.

Il team è riuscito anche a sviluppare vetro borosilicato per laser da 1,5 µm con migliori proprietà di emissione e un ridotto consumo di energia. Tra gli altri risultati ci sono le fibre di vetro di tellururo con bassa attenuazione e vetri di tellururo molto stabili che si possono usare per la rilevazione ottica e applicazioni termoelettriche, rispettivamente.

Uno dei principali risultati del progetto è stato lo sviluppo di semplici sensori ottici a basso costo per test non distruttivi di invecchiamento chimico dei polimeri rinforzati con fibre di vetro (PRFV). I membri del team hanno dimostrato sensori integrati evanescenti in grado di rilevare la diffusione di umidità in fase iniziale nei PRFV dopo un’esposizione all’acqua di mare ad alta temperatura e pressione. Questo risultato è particolarmente importante per il settore del petrolio e del gas in ragione del significativo risparmio associato al passaggio dai tradizionali componenti in acciaio ai PRFV.

Infine i membri del progetto hanno sviluppato biomateriali a base di vetro per il rilascio di farmaci, la sostituzione di ossa e l’artroprotesi. Gli innovativi rivestimenti e strutture in vetro, vetro-ceramica e compositi hanno mostrato migliori proprietà meccaniche e una migliore bioattività rispetto a quelli attualmente disponibili.

Le metodologie usate nell’ambito di GLACERCO hanno portato alla pubblicazione di diversi articoli e a una richiesta di brevetto. Il video del progetto è disponibile qui.