Studio ed ottimizzazione del processo di elettrofilatura di PVDF-TrFE 80/20 e caratterizzazione delle nanofibre

Il seguente elaborato di tesi è stato svolto presso il DEI, Dipartimento di Ingegneria dell’Energia Elettrica e dell’Informazione “Guglielmo Marconi”, nel Laboratorio di Innovazione Tecnologica (LIT).L’obiettivo primario delle attività sperimentali svolte è la caratterizzazione delle nanofibre piezoelettriche ottenute in seguito ad un processo di elettrofilatura ottimizzato in modo da poter operare con le maggiori tensioni possibili.L’effetto piezoelettrico è la proprietà che caratterizza una famiglia di materiali dielettrici, detti appunto piezoelettrici, con struttura cristallina a simmetria non centrale, di rispondere ad una sollecitazione esterna tramite generazione di una differenza di potenziale, dunque, sono in grado di convertire l’energia meccanica in energia elettrica. Questa particolare proprietà li ha resi, al giorno d’oggi, materiali molto interessanti e trovano applicazione soprattutto nel campo dell’energy harvesting e del sensing. In questa tesi si studia uno dei modi di produzione di materiali piezoelettrici, l’elettrofilatura. Mediante questa tecnica si producono nanofibre cui generalmente va applicato un processo di post-polarizzazione per ottimizzare la proprietà piezoelettrica: in questa trattazione viene processata l’elettrofilatura con collettore posto ad una tensione negativa e con ago relativamente vicino, in modo d’avere campi elettrici elevati e creare fibre piezoelettriche senza la necessità di un trattamento di post polarizzazione. Come ultimo passo è stata valutata l’interazione tra nanofibre e matrice di PDMS e sono state effettuate prove di compatibilità tra diversi materiali al fine di implementare degli elettrodi sul provino.