I materiali compositi sono materiali avanzati ottenuti dalla combinazione di due o pi霉 componenti con propriet脿 diverse, per ottenere un nuovo materiale con prestazioni superiori rispetto ai singoli componenti. In genere, sono composti da una matrice polimerica, metallica o ceramica che ne determina la forma, e da un rinforzo, spesso costituito da fibre (a base di carbonio, vetro o ceramica), che garantisce resistenza meccanica, rigidit脿 e stabilit脿 dimensionale. Grazie alle loro propriet脿 questi materiali sono sempre pi霉 utilizzati in settori dove 猫 richiesta l鈥檌ntegrazione tra prestazioni elevate, riduzione del peso e durata nel tempo.
In questo contesto si inserisce Matrix First, un metodo innovativo sviluppato dal Laboratorio di Materiali ibridi dell鈥�Istituto MEMTi sotto la guida del Prof. Alberto Ortona. Combinando design computazionale e additive manufacturing, questo approccio consente di realizzare matrici complesse con cavit脿 interne ingegnerizzate, che vengono successivamente riempite con bandoli di fibre ad alte prestazioni. Il risultato 猫 una struttura ottimizzata, progettata e realizzata per soddisfare specifici requisiti funzionali e migliorare significativamente le performance del materiale nelle sue condizioni di esercizio.
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Il Dr. Riccardo Balzarotti, ricercatore che coordina le attivit脿 di intensificazione di processo, sottolinea il potenziale trasformativo di questa tecnologia: 鈥淢atrix First apre nuove prospettive per l鈥檕ttimizzazione di materiali funzionali in diversi settori. Nell鈥檃mbito della chimica industriale, ad esempio, permette di creare supporti catalitici con geometrie specifiche, aumentando l鈥檈fficienza delle reazioni chimiche e riducendo il consumo di materie prime ed energia.鈥�
Una larga parte dei processi della chimica industriale fa uso di catalizzatori, sostanze capaci di accelerare le reazioni chimiche senza essere consumate o trasformate irreversibilmente durante il processo: dalla produzione di combustibili alle sintesi chimica di fertilizzanti e plastiche, dai dispositivi per il trattamento dei gas di scarico alla biochimica industriale.
Ma i vantaggi non si fermano qui. La possibilit脿 di realizzare strutture interne complesse si estende anche ad altri settori strategici. Nell鈥檃erospazio, ad esempio, dove leggerezza e resistenza ad alte temperature sono fondamentali, o nell鈥檃utomotive, dove materiali pi霉 efficienti possono contribuire a una mobilit脿 pi霉 sostenibile.
Non meno rilevante 猫 il settore energetico, in cui pu貌 essere applicato per realizzare supporti funzionali sia per la produzione e lo stoccaggio di energia sotto forma di combustibili, con benefici diretti per le nuove tecnologie sostenibili che all鈥檌nterno di scambiatori di calore avanzati.
Il metodo Matrix First rappresenta quindi un passo avanti significativo nel campo della produzione di materiali compositi avanzati, offrendo nuove opportunit脿 per migliorare l'efficienza dei processi, ridurre l'impatto ambientale e stimolare l鈥檌nnovazione tecnologica nel settore industriale.