Lezione 2: Materiali funzionali Flashcards

Question

Descrivi materiali termocromici

Answer 1

Attuano un cambiamento cromatico al variare della temperatura. Questo cambiamento sempre reversibile avviene per reazione chimica o transizione di fasi. Si suddividono in -Cristalli liquidi: composti chimici il cui comportamento meccanico ricorda sia solidi sia liquidi. Quando la T corrisponde a quella di reazione avviene una variazione cromatica dovuta alla rifrazione. Relativamente costosi, impiegabili tra -20 e 100°C -Leuco coloranti: precursori di tinta e un rilevatore di colore dispersi in un solvente organico. DIsponibili tra range -5 e 60°C. Influenzati negativamente da raggi UV, T elevate, solventi aggressivi. Entrambi i tipi vengono microincapsulati. C'è la possibilità di usarli in stampaggio ad iniezione.

Answer 2

``` Grazie a un piccolo impulso di tensione, modificano in modo persistente e reversibile le proprietà di trasparenza.La variazione è da totale trasparenza ad assorbimento parziale o totale. Sono composti da diversi strati. Schermano le radiazioni UV. Dispositivo PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal): le particelle di cristalli liquidi vengono incapsulate in ordine sparso in matrice polimerica. Vengono inserite tra due elettrodi trasparenti di poliestere rivestito da ossido di indio. Siccome sono orientate casualmente, il materiale assume colorazione lattea. Quando viene applicato voltaggio, le molecole vengono orientate in direzione del campo elettrico, per cui la luce incidente viene rifratta dalla superficie, diventando trasparente. ```

Answer 3

Fotoluminescenti: output luminoso dopo esposizione a fonte luminosa Elettroluminescenti: output luminoso in risposta a campo elettrico Chemoluminescenti: output luminoso in risposta a cambio chimico Meccanoluminescenti: output luminoso in risposta a deformazione meccanica

Answer 4

Tutte le forme di emissione di luce da parte di materiali sono chiamate luminescenza. Un sistema che emette luce è però un sistema che sta perdendo energia. Affinché il fenomeno avvenga, è necessario che una sorgente esterna fornisca al sistema una quantità di energia sufficiente a innescare l’emissione luminosa. Le molecole del materiale stimolato vanno a occupare un livello energetico più alto e parte di questa energia assorbita viene riemessa come radiazione elettromagnetica visibile, senza che si verifichi una simultanea emissione di calore.

Answer 5

All'interno della categoria distinguiamo due tipologie: - Fluorescenti: producono una luminosità visibile o invisibile come conseguenza di una luce incidente a minore lunghezza d’onda (raggi UV). L’effetto cessa quasi istantaneamente alla rimozione della sorgente. I pigmenti fluorescenti alla luce del giorno sono bianchi o trasparenti. Impieghi: lotta contraffazione - Fosforescenti: producono luce quando le loro molecole vengono eccitate dalla radiazione luminosa. Però il ritorno dallo stato di eccitamento a quello normale è accompagnato da una ritardata emissione di luce , quindi l’effetto luminoso dura nel tempo. Impieghi: segnaletica sicurezza, inchiostri, ottenimento di scarsa luce in situazioni di buio/emergenza.

Answer 6

L’elettroluminscenza è un fenomeno ottico secondo il quale le molecole emettono luce per effetto degli elettroni in un campo elettrico senza contemporanea perdita di calore. In molti casi vengono utilizzati come sorgenti di luce. Possiamo citare i LED, gli OLED, i LEC e le pellicole elettropilotate. Estremamente sottili (da 0,2 a 0,5 mm) e flessibili. Le differenze tra LED (e OLED) e le pellicole elettroluminescenti: - LED: bassi voltaggi, si accendono velocemente e sono molto luminosi; da spenti possono essere trasparenti, a specchio o neri - Pellicole: hanno una luminosità inferiore e sono sempre opachi e giallastri. - LEC (light emitting capacitor): pannelli che trasformano tutte le superfici in fonti di luce di grande impatto visivo; producono luce da una sorgente luminosa uniforme senza molteplici punti di luce. - OLED: Organic Light Emitting Diode ovvero diodo organico ad missione di luce. Tecnologia che permette di ealizzare superfici con la capacità di emettere luce propria anche a colori. Non richiedono componenti aggiuntivi per essere illuminati, ma producono luce propria

Answer 7

Phase change: rallenta il cambiamento di temperatura assorbendo o rilasciando energia Termoelettrici: reagisce con output elettrico al cambio di temperatura e viceversa Magnetotermici: cambiamento di temperatura in risposta a campo magnetico

Answer 8

In risposta a un dato stimolo, che nel loro caso è una variazione di temperatura, reagiscono subendo una transizione di fase. I processi di cambiamento di fase riguardano l’assorbimento, l’immagazzinamento o il rilascio di una grande quantità di energia sotto forma di calore latente. Siccome un cambiamento di fase avviene ad una precisa temperatura, si può prevedere il punto cui l’energia viene assorbita o rilasciata. Il comportamento di questi materiali può essere sintetizzato in due fasi: -Fase di carico: all’aumentare della T si scaldano. Raggiunta la soglia di fusione accumulano calore in modo endotermico -Fase di scarico: al decrescere della T riemettono il calore accumulato fino a scaricarsi completamente.

Answer 9

Shear thickening: cambio di viscosità in risposta a deformazione Magnetoreologici: cambio di viscosità in risposta a campo magnetico Elettroreologici: cambio di viscosità in risposta a campo elettrico

Answer 10

In condizioni normali, le molecole del fluido hanno un legame debole e si muovono con facilità, il materiale è dunque flessibile. Un impatto provoca un rafforzamento dei legami chimici tale da bloccare le molecole.

Answer 11

Necessità di limitare i danni dei polimeri con funzione strutturale. Il vantaggio è ottenere strutture più longeve e sicure, con minore manutenzione. Le tre tipologie studiate sono: - con agente riparante liquido incorporato nelle fibre di vetro o microincapsulato - con fase solida attivata termicamente - riparazione da corpo balistico Limitazioni: costi dei materiali e riduzione delle proprietà del materiale precursore