Nanomateriali conduttori di calore a base di grafene

Titolo della ricerca

INTHERM - Design, manufacturing and control of INterfaces in THERMally conductive polymer nanocomposites

Area scientifica

Ingegneria dei materiali, Chimica dei materiali

Coordinatore del progetto

Alberto Fina

Abstract 

Il progetto INTHERM affronta la sfida di ottimizzare il trasferimento di calore attraverso le interfacce nei nanocomposti polimerici, attraverso lo sviluppo e l’applicazione del concetto di “ponte termico” all’interfaccia tra nanoparticelle di grafene.

Descrizione del progetto di ricerca 

Da almeno 10 anni è aperto un fronte di ricerca relativo allo sviluppo di compositi e nanocompositi polimerici ad alta conduzione termica, utilizzando in particolare nanotubi di carbonio e grafene, con risultati molto variabili e dipendenti dal tipo e qualità delle nanoparticelle e dal grado di dispersione nella matrice polimerica.

Il progetto INTHERM si propone di controllare l’organizzazione delle nanoparticelle di grafene (funzionalizzato chimicamente) nella matrice polimerica, attraverso la realizzazione di contatti termici ingegnerizzati tra di esse, cioè dei “ponti termici” che permettano un efficiente trasferimento del calore. L’approccio innovativo del progetto consiste proprio nel dedicarsi a migliorare la qualità del contatto termico tra le particelle conduttive del reticolo e non solo a massimizzare il numero di contatti.

I risultati attesi sono, in linea generale, un incremento delle conoscenze di base al trasferimento del calore in solidi complessi e la possibilità di sviluppare una nuova classe di materiali che presentino al tempo stesso alta conduttività termica e bassa densità, semplici da processare, con durezza e resistenza alla corrosione incrementate.

 

 Impatto sulla società

Il progetto apre la strada alla realizzazione di nuovi materiali con livelli di efficienza termica oggi non possibile, per diverse applicazioni, come ad esempio la realizzazione di scambiatori di calore in materia plastica per l’utilizzo in elettronica flessibile, ambienti corrosivi e recupero di calore a bassa temperatura, con un potenziale impatto diretto sul risparmio energetico in applicazioni domestiche, industriali e nei trasporti.

Breve cv del coordinatore 

Alberto Fina è professore associato presso il Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia del Politecnico di Torino.  Si è laureato in Ingegneria dei Materiali e ha conseguito un dottorato di ricerca in Scienza e Tecnologia dei materiali presso lo stesso Ateneo. Ha svolto periodi di formazione e ricerca presso varie istituzioni estere tra cui la National Graduate School of Engineering Chemistry of Lille (Francia), il Beijing Institute of Technology (Cina), la University of Texas a Austin (USA) e il Queen Mary College di Londra (Gran Bretagna).

La sua ricerca riguarda i materiali nanocompositi polimerici per il miglioramento della conducibilità termica e lo ha coinvolto in progetti europei come Thermonano e Nanocool . È coautore di oltre 45 articoli scientifici peer-reviewed.

Gruppo di ricerca

Alberto Fina coordina attualmnte un gruppo di ricerca costituito da 3 post-doc e 4 studenti di dottorato

Diverse sono le collaborazioni internazionali in corso, tra cui quelle con l’Advanced materials multiscale modelling group allaBauhaus-Universität Weimar (D), il Nanochemistry Laboratory all’università di Strasburgo (F), il Cambridge Graphene Centre (UK) e il gruppo Molecular Functional Materials alla Dresden Technical University.

   INTHERM project has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme  grant agreement No 639495

  • Budget: 1.404.132
  • Data inizio: 1/03/2015
  • Data fine: 29/02/2020