Descrizione del modulo "Proprietà Dinamiche e Strutturali in Sistemi Disordinati (PM.P04.001.008)"

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  • Descrizione del modulo "Proprietà Dinamiche e Strutturali in Sistemi Disordinati (PM.P04.001.008)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Il controllo d il monitoraggio di grandi strutture è ovviamente di interesse collettivo (dai ponti agli edifici di interesse per i Beni Culturali). Le capacità di offrire tecniche di imaging sofisticate sono di potenziale interesse sia per il controllo di fenomeni transienti (che possono avvenire in molti processi produttivi) che per quanto riguarda il monitoraggio ambientale. Se l'imaging viene applicato in ambiente marino diviene importante per il territorio in cui si trova la sede (monitoraggio ed individuazione di siti archeologici, mappatura delle zone costiere a rischio, etc.). La capacità di fornire supporto con il rilevamento laser scanner è ancora una volta evidente (basta ricordare che per la ricostruzione laser scanner, propedeutica alle operazioni di restauro, è stato dato incarico a pagamento ad una ditta esterna mentre esistevano sia la strumentazione e le competenze a pochi chilometri di distanza ed in una struttura pubblica). (literal)
Tematiche di ricerca
  • Fluidi complessi. Colloidi. Network di ponti idrogeno. Fluidi elettroreologici. Sviluppo di strumentazione. Imaging (literal)
Competenze
  • Esistono competenze sperimentali nel campo della spettroscopia ottica (Raman, Correlazione, Brillouin, IR), dielettrica e neutronica. Le competenze per lo studio sperimentale di fluidi complessi sono una dotazione storica della sede sin dalla nascita del vecchio ITS. Esitono le competenze per lo sviluppo di modelli teorici su base termodinamica e statistica. Esistono altresì le competenze necessarie allo sviluppo di modelli di dinamica molecolare e di calcolo numerico. Per quanto riguarda lo sviluppo di nuove strumentazioni esistono le competenze ottiche, di ingegneria elettronica ed informatica. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Le tecniche di imaging sono tutte potenzialmente utilizzabili per il controllo di processi produttivi. Le tecniche di imaging e di diffrazione neutroniche sono potenzialmente interessanti per le grandi industrie (ad. es. sono state utilizzate per effettuare test su ruote di locomotive per conto dell'Ansaldo). Le potenziali applicazione dell'imaging neutronica per problemi di ingegneria inversa sono autoevidenti. Le tecniche interferometriche sono utilizzabili per il controllo ed il monitoraggio di grandi strutture (ponti, dighe). (literal)
Tecnologie
  • Costruzione di interferometri e vibrometri. Caratterizzazione spettroscopica di materiali. Produzione di mape CAD3D di strutture anche estese tramite laser scanner. Investigazione di oggetti nascosti o sepolti tramite Georadar. Analisi di inchiostri o pigmenti. Analisi di materiali sottoposti a stress. Ottenimento di mappe di texture e riconoscimento dei processi produttivi. Sviluppo di strumentazione per indagine di interesse per l'odontoiatria. Tecnologie di imaging ottica, neutronica ed x. Sviluppo di smorzatori adattativi besati su effetto elettroreologico. (literal)
Obiettivi
  • Comprensione dei fenomeni elementari che determinano le proprietà macroscopiche della materia. Comprensione del ruolo del legame idrogeno sulle proprietà di sistemi complessi, inclusa la materia biologica. Comprensione degli effetti strutturali e dinamici generati dall'imposizione di gradienti esterni. (literal)
Stato dell'arte
  • I fluidi elettroreologici sono al momento ritenuti potenzialmente interessanti per la realizzazione di attuatori di utilizzo pratico. La principale difficoltà risiede nel produrre un fluido capace di sostenere sforzi di taglio e che sia contemporaneamente a grana sufficientemente fine da non risultare abrasivo. Occorre quindi individuare nuovi fluidi, o individuare geometrie del campo atte ad innalzare l'effetto. Al momento esistono una serie di modelli teorici per descrivere il comportamento dell'acqua in regimi estremi di temperatura e di pressione. L'interesse non è solo accademico ma riveste un ruolo importante per molti dei processi che soggiacciono al fenomeno della vita. Un punto che rimane oscuro è se esista veramente una linea nel diagramma di fase che congiunga lo stato amorfo con quello del liquido. Le difficoltà pratiche hanno impedito sinora la realizzazione di un esperimento risolutivo. L'imaging neutronica è una tecnica ampiamente utilizzata. Non esiste però al momento uno strumento capace di fornire immagini con una risoluzione in energia sufficiente a mettere in evidenza deformazioni del reticolo cristallino (literal)
Tecniche di indagine
  • Caratterizzazione di materiali tramite spettroscopia Raman ed IR. Studio di Fenomeni di rilassamento vibrazionale tramite spettroscopia Raman ed IR. Studio di fenomeni di rilassamento tramite spettroscopia Brillouin, Rayleigh, diffusione quasi elastica di neutroni, dielettrico. Studio di proprietà strutturali tramite spettroscopia di raggi x e scattering elastico di neutroni. Studio di fenmeni transienti tramite spettroscopia ed imaging risolta in tempo. Investigazione reologica di fluidi sotto campo con strumentazione realizzata in sede. Imaging neutronica risolta in energia tramite strumentazione realizzata in sede ed installata presso facilities internazionali. Sviluppo di modelli teorici e di simulazioni numeriche e confronto con i dati sperimentali. (literal)
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