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Predictive relation for the alpha-relaxation time of a coarse-grained polymer melt under steady shear” è il titolo del lavoro scientifico pubblicato sulla rivista
Science Advances (
abstract) da un team di ricercatori dell’
Università di Pisa (UniPi) e di enti statunitensi.
Lo studio riguarda un nuovo
metodo di calcolo in grado di
predire su quali tempi si riorganizza un materiale polimerico quando sottoposto a
deformazioni continue, che consentirà un miglior controllo di processi di trasformazione, quali l'
estrusione e la
stampa 3D, la cui comprensione teorica - affermano i ricercatori - è stata finora assai limitata.
La ricerca si è focalizzata sui
fluidi non-newtoniani in cui la viscosità dipende dalla velocità di deformazione del sistema: “Tutti i sistemi sotto deformazione o scorrimento sono stati della materia pilotati fuori equilibrio da un’azione esterna – spiega
Andrea Giuntoli di UniPi, primo autore dell’articolo –. La comprensione microscopica, e non fenomenologica, di questi stati è ancora molto scarsa. Vista la loro importanza tecnologica, il nostro studio si è occupato in particolare di polimeri, fluidi non-newtoniani per eccellenza, che si caratterizzano anche per l'eterogeneità della loro dinamica, variabile da punto a punto. L'indagine è riuscita a identificare una
relazione tra le
proprietà del polimero grazie alla quale possiamo predire la sua
fluidità molecolare per una data velocità di
deformazione o scorrimento”.
“Il
contributo pisano è stato duplice – aggiunge il professor
Dino Leporini, professore associato del dipartimento di Fisica dell'Ateneo toscano –: il primo è stato segnalare il
ruolo dell'elasticità nei processi di riorganizzazione molecolare quando il mezzo polimerico è sotto deformazione. Tale ruolo era stato in precedenza già notato dal mio gruppo di ricerca in sistemi non deformati. Il secondo è stato procedere alla messa a punto del
codice numerico grazie all'
IT center dell’Ateneo. Questo step preliminare ha garantito la piena efficienza delle
simulazioni effettuate utilizzando i mezzi di calcolo messi successivamente a disposizione dal
NIST, il National Institute of Standards and Technology (Maryland, USA), altro partner dello studio”.
Gli enti coinvolti nella ricerca sono l’Istituto per i Processi Chimico-Fisici del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IPCF-CNR) di Pisa, Materials Science and Engineering Division, National Institute of Standards and Technology, Gaithersbug, Maryland, USA, Department of Physics, Wesleyan University, Middletown, Connecticut, USA.
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