Membrane polimeriche ultra sottili

Le membrane polimeriche sono una “green-technology” emergente in diversi campi di applicazione: la produzione di gas puri, la cattura di CO2, la sensoristica, il packaging alimentare, solo per citarne alcuni. Il loro principio di funzionamento si basa sul meccanismo selettivo di soluzione/diffusione dei gas all’interno dei polimeri. Una delle limitazioni di tale tecnologia è dovuta all’ancora insufficiente tasso di permeazione del gas attraverso di esse. Per tale motivo gli sforzi tecnologici sono rivolti alla fabbricazione di membrane ultra sottili, con spessori nanometrici. Esperimenti effettuati al DIFI hanno rivelato che, al disotto di un particolare spessore, la permeazione non aumenta al diminuire dello spessore nei modi previsti dai modelli utilizzati fino ad oggi. Tale effetto è dovuto a fenomeni di non equilibrio alle superfici che non possono essere trascurati quando gli spessori diventano inferiori a qualche decina di micrometri. Sempre nei laboratori DIFI è stata verificata l’influenza della rugosità della superfice sui meccanismi di trasporto dei gas attraverso tali membrane. In particolare, le superfici rugose aumentano il tasso di flusso di gas di membrane il cui spessore è tale per cui le condizioni di equilibrio non possono essere considerate soddisfatte.

Le attività svolte presso il DIFI riguardano i seguenti aspetti:

  • La fabbricazione di membrane polimeriche, spesse e ultra sottili.
  • La misura della permeabilità di tali membrane con un set up sperimentale costituito da un apparato in alto vuoto equipaggiato con strumentazione allo stato dell’arte in merito a risoluzione ed accuratezza, e privo di artefatti nella misura tipici di altri apparati commerciali.
  • La nanostrutturazione di superfici polimeriche per studiarne l’influenza sulle proprietà di trasporto ai gas di membrane ultrasottili
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