Calibrazione microleva per AFM e spettroscopia di forza applicata a nanofibre polimeriche

Materiali ferroelettrici organici, come il copolimero P(VDF-TrFE), hanno attirato, negli ultimi anni, un grande interesse nella ricerca scientifica per moderne applicazioni tecnologiche, come la raccolta di energia per dispositivi portatili autoalimentati, sensori biomedici e memorie nonvolatili. Sono stati fatti molti sforzi per lo sviluppo di procedure di fabbricazione che potessero accrescere le prestazioni elettromeccaniche di questo materiale. In questo lavoro si è misurato il modulo elastico del copolimero, sia sotto forma di film sottile sia in fomato di nanofibre, in quanto parametro fondamentale per caratterizzarlo. Le proprietà e elettriche di questo materiale sono infatti strettamente legate a quelle meccaniche. Aumentando quindi le prestazioni elastiche di P(VDF-TrFE), si ha la speranza di migliorare la risposta elettrica del materiale. Per verificare la validità del metodo utilizzato nel calcolo del modulo elastico, sono stati presi in considerazione anche campioni di una materiale di modulo elastico noto: il PDMS. Si è infine preso in analisi un composito di PDMS e P(VDF-TrFE). Il motivo per cui si è utilizzato il PDMS come matrice per le nanofibre è dato dal fatto che se si ha solo un tappeto di fibre, non si può applicare un campo elettrico di forte intensità. La ragione è che ciò comporta il breakdown dielettrico dell'aria che si ionizza facilmente. In tal modo non è possibile applicare un campo abbastanza alto per polarizzare le fibre. Il PDMS sopporta campi elettrici molto alti e quindi si ha la speranza di poter polarizzare le fibre ferroelettriche. Inoltre offre il vantaggio di essere un elastomero, quindi si ottiene un film con proprietà meccaniche vantagiose per la produzione di energia. Si è inoltre utilizzato e verificato il metodo di calibrazione termica delle microleve NSC36B, NSC36C e NCHR per AFM NX10.