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Materiali nanoporosi idrofobici, posti a contatto con acqua all'interno di un contenitore sigillato, costituiscono un dispositivo in grado, a seconda delle caratteristiche del materiale, di dissipare o immagazzinare efficacemente energia meccanica.

Alla base dell'interesse tecnologico rappresentato da questi dispositivi sono le invidiabili caratteristiche di compattezza, economicità, efficienza ed ecocompatibilità che li caratterizzano.

Il principio alla base del funzionamento di tali apparati si basa sulla possibilità di intrudere ed estrudere, agendo sulle pareti del dispositivo, il liquido all'interno dei pori del materiale. Si ottiene in questo modo la conversione (nei due sensi) di energia meccanica in energia interna del sistema, immagazzinata sotto forma di tensione superficiale.

A seconda del materiale, della dimensione dei pori e della frequenza operativa il processo può risultare fortemente isteretico (e pertanto dissipativo) o al contrario quasi perfettamente reversibile.

Scopo di questo progetto è lo studio del funzionamento di tali dispositivi mediante simulazioni di dinamica molecolare (MD) e l'utilizzo di metodi ad eventi rari. L'uso di tecniche MD è reso insostituibile dall' impossibilità di studiare il bagnamento di un singolo nanoporo mediante tecniche sperimentali. In lavori precedenti [3-4] è stato da noi dimostrato il sorprendente accordo tra simulazioni MD su materiali modello e risultati sperimentali in letteratura.

Obiettivo specifico di questo progetto di ricerca è ottenere criteri di progetto maggiormente quantitativi attraverso una accurata caratterizzazione dei materiali porosi utilizzati nella pratica sperimentale e l'utilizzo di tecniche a eventi rari alternative [5], in grado di chiarire il ruolo di effetti dinamici precedentemente trascurati.

1) Eroshenko et al. J.Am.Chem.Soc 2001,123
2) Grosu et al. ChemPhysChem 2016,21
3) Tinti et al. PNAS 2017,114
4) Tinti et al. EPJ-E 2018,41
5) Allen et al. J.Phys.:Condens.Matter 2009,21