Materiali nanocompositi polimero - nanotubi di carbonio per applicazioni sensoristiche

Dall'esigenza di trovare materiali leggeri ed altamente riciclabili in ambito automotive, si sono realizzati materiali nanocompositi attivi, costituiti da polipropilene copolimero (PPc) e nanotubi di carbonio (CNTs), mediante stampaggio a compressione per la costruzione di un sensore di temperatura di tipo resistivo, facilmente integrabile all'interno di autoveicoli. Dapprima si sono costruiti provini con dimensioni molto grandi e geometria quadrata, su cui si è valutata la soglia di percolazione mediante misure di resistenza elettrica statica. Test in camera climatica hanno consentito di osservare le caratteristiche resistenza superficiale e volumetrica - temperatura, ma anche di determinare spessore e composizione in peso ottimali di CNTs, per la realizzazione del sensore. In seguito si sono realizzati dispositivi di dimensioni più compatte con concentrazione di CNTs prossima alla soglia di percolazione, valutandone la dipendenza della resistenza dalla temperatura mediante gradienti di temperatura molto lenti, che riproducono le dinamiche all'interno dell'abitacolo, individuando così la percentuale di CNTs più idonea alla costruzione del sensore di temperatura. Si effettuano caratterizzazioni elettriche e morfologiche dei compositi mediante SEM a basso voltaggio e microscopia ottica, misure di angolo di contatto per escludere qualsiasi contributo da parte dell'umidità presente nell'aria sulla resistenza elettrica, analisi termogravimetriche, trattamenti mediante muffola e misure di modulo elastico e di microdurezza Vickers per definire la composizione percentuale di diversi campioni ed infine analisi di diffrazione di raggi X per capire quali fasi costituissero i campioni.