Realizzazione e caratterizzazione di nano-generatori basati su nano-compositi a matrice polimerica e nanostrutture di ossido di zinco e di nanoplacchette di grafene
Componente | Categoria |
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Maria Sabrina Sarto | Tutor di riferimento |
Negli ultimi anni si è avuto un crescente interesse verso lo sviluppo di materiali piezoelettrici in particolare per la produzione di sensori e sistemi di energy-harvesting. Tra i materiali piezoelettrici di particolare interesse risultano alcuni polimeri, tra cui il polivinilidenfluoruro (PVDF). Quest'ultimo, oltre ad essere biocompatibile, mostra interessanti proprietà sia piezoelettriche che meccaniche. D'altro canto, negli ultimi anni, le nanostrutture di ossido di zinco (ZnO) come i nanorods (NRs) hanno mostrato interessanti proprietà piezoelettriche che li hanno resi particolarmente promettenti per la realizzazione di nano-generatori (NG), dispositivi in grado di convertire l'energia meccanica in energia elettrica, su micro e nano-scala. Generalmente tali dispositivi sono dei capacitori che vengono realizzati usando un back electrode su cui vengono cresciuti i NRs di ZnO. Per evitare eventuali corti circuiti tra il top e il bottom electrode, generalmente, si utilizza un polimero, come per esempio il polidimetilsilossano (PDMS), con cui incapsulare i NRs. Infine, viene realizzato il top electrode.
Nell'ambito di questo progetto si intendono realizzare dei nano-generatori a matrice polimerica, utilizzando il PVDF, sia come materiale attivo che come incapsulante per i NRs di ZnO. Si intendono anche sviluppare materiai compositi a matrice polimerica che combinino le nanostrutture piezoelettriche (come i NRs di ZnO) e le nanostrutture di carbonio, ovvero nanoplacchete multi-layer di grafene (MLG). Altro obbiettivo di questo progetto è quello di caratterizzare su scala micro e nanometrica le proprietà piezoelettriche dei nanocompositi tramite la Piezoresponse Force Microscopy (PFM). Il dispositivo finale verrà caratterizzato anche tramite misure elettro-meccaniche, permettendo di correlare le proprietà piezoelettriche locali, ottenute dalla PFM, con quelle globali dell'intero dispositivo.