Istituto Science and Engineering of Materials for Innovative Technologies

I gruppi di ricerca che lavorano presso l'Istituto Science and Engineering of Materials for Innovative Technologies sono coinvolti in ricerca teorica e applicata relativa alla progettazione, produzione e caratterizzazione di materiali ceramici avanzati, metallici, polimerici e dei loro macro, micro e nano compositi; vengono anche sviluppati e studiati materiali nanostrutturati. Le attività di ricerca sono realizzate nell'ambito di progetti di ricerca finanziati da enti pubblici e privati come la Comunità Europea, il Governo Italiano o aziende private. Lo sviluppo dei materiali è normalmente destinato ad applicazioni in svariate aree, come trasporto, aerospazio, energia, ambiente, salute, sport, gioielleria, costruzioni, sensori e attuatori, etc... .

Ceramici massivi, multistrato o compositi sono realizzati attraverso processi innovativi di sintesi, di formatura (in particolare tramite tecnologie di stampa 3D) e di sinterizzazione. La ricerca include sia i ceramici avanzati per l’ingegneria, che quelli tradizionali impiegati nel settore delle costruzioni. I primi, grazie ad eccezionali proprietà fisico-termiche-meccaniche, contribuiscono a tecnologie ed applicazioni d'avanguardia in particolare nei settori aerospaziale, biomedicale, energetico/ambientale.  Per quanto riguarda i materiali da costruzione, il focus è sia sulla performance sia sulla sostenibilità; si opera sostituendo gli aggregati in malte e calcestruzzi per migliorare la sostenibilità di materiali e processi, si preparano macro, micro e nanocompositi, sfruttando anche processi chimici e fisici di funzionalizzazione di micro e nanocariche, si sviluppano processi eco-friendly, materiali riciclabili, metodi di produzione a basso impatto energetico, materiali e tecnologie per la cattura della CO2. Questo duplice approccio assicura il continuo avanzamento delle applicazioni ceramiche nei campi ad alta tecnologia, allineandosi all’imperativa necessità di promuovere pratiche sostenibili nell'ambito più ampio della scienza dei materiali. 

Nell'area dei metalli si sviluppano e studiano leghe metalliche a base ferrosa e non, intermetallici, superleghe, leghe innovative e con alte prestazioni a base di alluminio, magnesio, titanio, nichel e ferro, . Le attività di ricerca sui materiali metallici riguardano le tecnologie di atomizzazione di polveri metalliche e di colata, la fabbricazione additiva, la pressatura isostatica a caldo, la metallurgia delle polveri e le altre tecniche di produzione/trasformazione; si analizzano anche gli effetti dei trattamenti termici e dell’ingegneria delle superfici. Inoltre, si effettua ricerca sulla resistenza dei materiali e sui meccanismi distruttivi in condizioni effettive, al fine di stabilire le relazioni tra microstruttura e leggi di base. Materiali compositi a matrice metallica sono ottenuti tramite l’uso di rinforzi micro e nanometrici.

Relativamente a polimeri e compositi/nanocompositi polimerici si studiano soluzioni innovative sia come materiali massivi sia in forma di film per applicazioni come coating, coating funzionali, inchiostri, adesivi, membrane per celle solari (DSSC) e batterie, o come supporto per la fabbricazione di congegni microfluidici. In aggiunta si studiano coating e polimeri di origine naturale per migliorare le proprietà antimicrobiche delle superfici e come sistemi di rilascio di molecole attive. Polimeri stampati ed elettrofilati vengono sviluppati per applicazioni nel settore biomedicale, dell’energia e dell’ambiente. I metodi di polimerizzazione oggetto di studio comprendono tecniche termiche o UV, i processi sol-gel, dual cure e di deposizione layer by layer, sviluppati come nuovi approcci per migliorare il ritardo alla fiamma e le proprietà barriera dei polimeri principalmente usati nelle applicazioni del packaging e dell'industria dell'ingegneria tessile.