Caratterizzazione elettrica di domini su scala nanometrica in resine aeronautiche autoriparanti

Le proprietà elettriche locali di resine epossidiche strutturali (EP) additivate con nanotubi di carbonio non funzionalizzati (CNT) modificati attraverso un approccio covalente (CCNT) e non covalente (NCCNT) sono state valutate mediante microscopia a forza atomica di tunneling (TUNA-AFM). L'incorporazione dell'1% in peso di CCNT e NCCNT funzionalizzati nella matrice epossidica influenza notevolmente il comportamento conduttivo dei nanocompositi risultanti EP+1ÌNT e EP+1%NCCNT, determinando una repentina transizione isolante-conduttore, preservando così l’efficace trasporto di carica nei percorsi conduttivi a livello di nanodomini, grazie anche a un’omogenea dispersione delle nanoparticelle funzionalizzate. La capacità della tecnica innovativa TUNA-AFM di rilevare localmente correnti elettriche di tunneling dell’ordine dei femtoampere (fA) dimostra che le resine nanocaricate sono intrinsecamente conduttive. In questo lavoro, i nanotubi di carbonio, funzionalizzati attraverso la formazione di legami covalenti e non covalenti, hanno dimostrato la loro efficacia nell’instaurare nella resina reticolata in cui essi risultano ben dispersi una forte interazione interfacciale con la matrice ospitante. Le interazioni che queste nanoparticelle modificate stabiliscono con la matrice si sono rivelate capaci di conferire efficienza di autoriparazione alle formulazioni epossidiche mediante assemblaggio supramolecolare. Inoltre, il ruolo dell'interfase matrice-nanocarica è risultato decisivo nell'aumento delle proprietà meccaniche, termiche ed elettriche dei nanocompositi finali. I risultati ottenuti dimostrano indubbiamente che i materiali formulati, specificamente progettati per soddisfare i requisiti aeronautici strutturali, possono aprire la strada a nuove applicazioni multifunzionali.