caratterizzazione magnetica di materiali compositi

CARATTERIZZAZIONE MAGNETICA DI MATERIALI COMPOSITI
NANOSTRUTTURATI
D. Davino, C. Visone
Università del Sannio, Dip. di Ingegneria, Piazza Roma 21, Benevento
V. Pagliarulo, G.P. Pepe
CNR-INFM Coherentia, Dip. Scienze Fisiche, Università di Napoli Federico II, Piazzale
Tecchio 80, 80125 Napoli
F.Capezzuto, G. Carotenuto
Istituto di Materiali Compositi e Biomedici-CNR, piazzale E. Fermi 1 Portici (NA)
A.Peluso, A.Longo
DIMP, Università di Napoli Federico II, piazzale Tecchio 80-80125 Napoli
M. Aurilia, L. Sorrentino
Istituto di Materiali Compositi e Biomedici-CNR, piazzale E. Fermi 1 Portici (NA)
In questa memoria presentiamo le attività di caratterizzazione di plastiche magnetiche
innovative nel laboratorio di Elettrotecnica dell'Università del Sannio.
Nell'ambito del vasto campo delle nanotecnologie, i materiali compositi in cui sono presenti
inserzioni di materiali magnetici nanostrutturati stanno assumendo un notevole ruolo per le
versatilità e le possibili applicazioni.
Ad esempio, le plastiche ottiche sintetizzate con materiali magnetici nanostrutturati possono
trovare impiego in molte applicazioni nel campo della magneto-ottica come ad esempio in
modulatori ed isolatori o come otturatori ottici [1]. Queste plastiche magnetiche trasparenti
hanno importanti caratteristiche fisiche. Infatti, grazie alle ridotte dimensioni della fase ospite
(meno di 50nm) questi materiali non disperdono la luce nelle frequenze del visibile e sono
quindi trasparenti nella regione spettrale VIS-NIR ma conservano, allo stesso tempo, delle
buone caratteristiche magnetiche [2]. Il processo chimico di produzione delle plastiche
magnetiche è economico [2]. La caratterizzazione magnetica può essere effettuata mediante
un magnetometro vettoriale a campione vibrante (VSM) da cui si ricava il comportamento
magnetico rispetto alla composizione del materiale e alla percentuale dei costituenti
magnetici.
Un'altra attività riguarda le schiume espanse con inserzione di particelle magnetiche
micrometriche. Anche le schiume polimeriche con inserzioni magnetiche promettono notevoli
ricadute industriali. Si tratta di materiali espansi a cui vengono aggiunte, prima del processo
di espansione, particelle magnetiche micro e nanometriche e sono fatti espandere in presenza
di un campo magnetico unidirezionale. Essi presentano proprietà strutturali migliorate nella
direzione in cui è stato applicato il campo magnetico. Le analisi di microscopia ottica hanno
confermato che il campo magnetico induce l'allineamento delle particelle magnetiche lungo la
direzione di applicazione del campo e, pertanto, esse agiscono da vero e proprio rinforzo
strutturale micrometrico delle schiume [3].
Inoltre, queste schiume diventano dei veri e propri materiali multifunzionali perché il campo
magnetico può essere utilizzato per “modulare” le proprietà meccaniche della schiuma stessa
anche dopo il processo di produzione. Alcune prove preliminari nel laboratorio di
elettrotecnica dell'Università del Sannio hanno mostrato una variazione del modulo di Young
fino al 20% applicando un campo magnetico di pochi kA/m.
Bibliografia
[1] K.E. Gonsalves et al., J. Mater. Chem. 7(5)(1997)703-704.
[2] G. Carotenuto, G. Pepe, D. Davino, B. Martorana, P. Perlo, D. Acierno, L. Nicolais,
Transparent ferromagnetic thermoplastic polymers for optical components, Microwave and
optical technology letters, 48(12) (2006) 2505-2508.
[3] L.Sorrentino et al, Advances in Science and Technology, 54 (2008) 123-126.