AVVISO PUBBLICO PER IL FINANZIAMENTO DELLO SVILUPPO DI RETI DI...

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Allegato B

AVVISO PUBBLICO PER IL FINANZIAMENTO DELLO

SVILUPPO DI RETI DI ECCELLENZA TRA UNIVERSITÀ - CENTRI DI RICERCA - IMPRESE

RELAZIONE SULL’ATTUAZIONE AL 31.12.2013 Nome identificativo del progetto: MASTRI “MAteriali e STRutture Intelligenti” Università capofila: Università degli Studi di Napoli “Federico II” Legale rappresentante del beneficiario ____________________________________________________________________________ (Corrisponde al soggetto proponente) Luogo e Data ____________________________ La predisposizione della scheda e la relativa sottoscrizione impegnano il firmatario sulla veridicità e correttezza delle informazioni riportate. La completezza delle informazioni richieste è un fondamentale elemento per le verifiche di competenza della Regione ai sensi dell’art. 14 dell’avviso pubblico e dell’art. 10 della convenzione.

firma

timbro

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Obiettivi e risultati conseguiti per linea di azione e attività

Identificazione e descrizione obiettivi e risultati raggiunti linea di azione I: attività di ricerca Università degli Studi di Napoli Federico II – DICMAPI

Descrizione

L’attività di ricerca svolta da risorse afferenti al DICMAPI ha riguardato: 1. materiali polimerici potenzialmente utilizzabili come sensori di

umidità; 2. sistemi a base di acido polilattico con migliorate proprietà termo

meccaniche; 3. studio della durabilità e affidabilità prestazionale nel tempo di

matrici polimeriche termoplastiche come PEEK e PEI. Nel primo caso l’attività è stata principalmente incentrata sulla caratterizzazione sperimentale e sulla modellazione di miscele polimero-acqua in equilibrio rispettivamente con acqua pura allo stato vapore a differenti livelli di umidità relativa e temperatura o con acqua allo stato liquido a diversi livelli di attività chimica e temperatura. In particolare si è fatto riferimento a due modelli reticolari quali la teoria di Panayiotou-Sanchez e la più recente teoria nota come Non random hydrogen bonding ”. Tali teorie sono state selezionate come potenzialmente interessanti in quanto descrivono inglobando la statistica di Veitsmann nel framework statistico di tipo reticolare, la possibilità di interazioni specifiche di tipo ponte ad idrogeno, sia di tipo self (ovvero tra molecole dello stesso tipo) sia di tipo cross (ovvero tra molecole di tipo diverso). Tali interazioni sono certamente presenti in sistemi in cui è coinvolta l’acqua, in particolare sono certamente presenti sempre almeno interazioni di tipo self tra le molecole di acqua in entrambe le fasi in equilibrio. Inoltre interazioni di tipo cross tra gruppi accetori protonici sulla catena polimerica e l’idrogeno presente sulle molecole di acqua e/o tra gruppi donatori protonici sulla catena polimerica e l’ossigeno delle molecole di acqua sono presenti in molti sistemi polimerici quando esposti a molecole di acqua. Tali modelli non possono essere utilizzati per descrivere la termodinamica di assorbimento di acqua di polimeri che si trovano a temperature sufficientemente più basse della transizione vetrosa del polimero, da non consentire all’attività di plasticizzazione dell’acqua di portare la temperatura di transizione vetrosa della miscela in esame al di sotto di tali temperature. Per tale motivo una parte specifica dell’attività di modellazione è stata dedicata all’estensione di tali modelli al caso di miscele polimero-penetrante che si trovino “congelate” in uno stato di fuori equilibrio di tipo “vetroso”: stato in cui la densità della miscela non può pertanto essere ricavata da condizioni di equilibrio termodinamico, esprimibile da classiche condizioni di minimizzazione dell’energia libera, ma è assunta bloccata in uno stato di fuori equilibrio, funzione della storia viscoelastica del polimero, e che evolve molto lentamente, nella scala di tempi di interesse applicativo. Questa estensione si è basata su una procedura rigorosa, basata sulle leggi della termodinamica razionale, ed in letteratura era già stata sviluppata ed implementata numericamente, esclusivamente per il caso di modelli di

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“Equazioni di stato”, che non tenevano in conto la presenza di interazioni specifiche, come il caso di interazioni a ponte ad idrogeno. L’attività di modellazione è stata validata confrontando le predizioni teoriche con informazioni sperimentali di tipo gravimetrico e di tipo spettroscopico (utilizzando spettroscopia infrarossa FT-IR di tipo quantitativo), per differenti polimeri idrofobici ed idrofillici, sia allo stato “gommoso” che “vetroso”, quali ad esempio PCL, Poliimidi, PEEK e PEI in equilibrio con acqua. Per l’attività di ricerca relativa all’acido polilattico, le attività hanno compreso la preparazione e la caratterizzazione di sistemi contenenti talco micrometrico come tipico agente nucleante e una quantità relativamente bassa (5% in peso) di una fase organica a bassa temperatura di transizione vetrosa ad azione plasticizzante. In questo caso si è considerato l’impiego di policaprolattone (PCL). Nel dettaglio sistemi PLA/talco e PLA/PCL/Talco contenenti fino al 5% in peso di filler nucleante sono stati preparati con l’ausilio di un mini-estrusore bivite co-rotante. L’analisi è stata estesa a due gradi commerciali di PLA differenziati per la frazione di monomero D-LA (2% e 4%) rispettivamente codificati come PLA2 e PLA4. Tutti i materiali sono stati caratterizzati mediante analisi termogravimetriche, per determinarne la temperatura di degradazione oltre che l’effettiva quantità di talco inclusa nei compound; analisi calorimetriche a scansione differenziale per valutarne il grado di cristallinità, analisi morfologica al SEM per verificare il livello di dispersione delle fasi coinvolte e analisi strutturale per evidenziare le caratteristiche della cristallinità dei singoli campioni. Infine, su provini di adeguate dimensioni e ottenuti mediante stampaggio a compressione sono state condotte determinazioni indirette del parametro HDT (Heat Deflection Temperature) nel rispetto della norma ASTM E 2092-09. Infine, la durabilità e affidabilità prestazionale di matrici come PEEK e PEI è stata principalmente condotta in ambiente acquoso o a contatto con solventi di uso comune, ponendo anche attenzione alle proprietà termiche ed al comportamento ad alte temperature. Nello specifico, sono state effettuate delle prove di assorbimento in acqua utilizzando una tecnica di indagine gravimetrica al fine di valutare le cinetiche di assorbimento in acqua di film sottili di PEEK e PEI al variare dell’umidità relativa per differenti temperature. Dalle cinetiche di assorbimento così ottenute è stato quindi possibile ricavare delle isoterme di assorbimento al variare dell’umidità relativa. Queste analisi sono state inoltre combinate con tecniche spettroscopiche al fine di valutare la presenza di eventuali interazioni chimiche ed eventuali meccanismi di degradazione per idrolisi o per l’interazione con solventi. Le metodologie di indagine elencate hanno permesso di valutare le diffusività di acqua e di vari solventi nel PEEK e PEI, nonché di confermare le ridotte proprietà di assorbimento dei materiali, indice di elevata stabilità chimico-fisica nel tempo ed elevata durabilità in ambienti acquosi o a contatto con solventi. Sono state inoltre condotte delle analisi calorimetriche tramite tecniche di indagine quali la calorimetria a scansione differenziale (DSC) e l’analisi termogravimetrica (TGA) su campioni di PEEK e PEI, al fine di valutare proprietà come la temperatura di transizione vetrosa (Tg) dei materiali e la perdita di massa ad elevate temperature.

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Obiettivi conseguiti

Sviluppo e messa a punto di materiali polimerici da utilizzare come sensori di umidità. Miglioramento delle proprietà termo meccaniche dell’acido polilattico (PLA). Verifica della durabilità e affidabilità a lungo termine, sia da un punto di vista chimico che fisico di tecnopolimeri termoplastici come polieterchetone (PEEK) e polieterimmide (PEI) utilizzati come matrici di compositi per applicazioni strutturali e funzionali.

Risultati raggiunti

Per l’analisi di miscele polimero-acqua in equilibrio, i modelli implementati, sia quelli già presenti in letteratura per i polimeri “gommosi”, sia quelli sviluppati durante questa attività di ricerca, per i polimeri “vetrosi”, hanno mostrato un’ottima capacità di fitting dei dati sperimentali, fornendo valori dei parametri di fitting, che hanno tutti un ben definito significato fisico, in accordo con i range attesi in letteratura. Il confronto fra i parametri di modello e i dati sperimentali ha indicato un ottimo accordo sia qualitativo che quantitativo tra le predizioni dei modelli ed i dati sperimentali, il che rafforza la validazione dei modelli stessi basata sul confronto con il solo dato gravimetrico, che è basato su un informazione integrale meno dettagliata rispetto a quella ricavata per via spettroscopica. Pubblicazioni: 1) G.Scherillo, M.Galizia, P. Musto and G. Mensitieri “Water sorption thermodynamics in glassy and rubbery polymers: modelling the interactional issues emerging from FTIR spectroscopy” Ind.Eng.Chem.Res. dx.doi.org/10.1021/ie302350w 2) G. Mensitieri, G.Scherillo and S. Iannace “Flexible packaging structures for high pressure treatments” Innovative food science and emerging technologies 17 (2013) 12-21 3) P.Musto, M.Galizia,G.Scherillo and G.Mensitieri “Water sorption thermodynamics and mass transport in poly(ϵ-caprolactone): interactional issues emerging from vibrational spectroscopy “ Macromolecular Chemistry and Physics, (2013) DOI 10.1002/macp.201300030 Capitoli di libri: 1) G. Mensitieri and G.Scherillo “ Environmental resistance of high performance polymeric matrices and composites” pag 804-829 Wiley enciclopedia of composites Second edition edited by L.Nicolais and A. Borzacchiello founding editor S.M.Lee John Wiley & sons ,Inc.,Publication Hoboken, New Jersey 2012ISBN: 978-0-470-12828-2(Set) ISBN: 978-0-470-27565-8(Vol. 2) I risultati della ricerca relativa all’acido polilattico hanno mostrato che l’inclusione del talco in PLA2 comporta un lieve miglioramento della stabilità termica dei prodotti ed un lieve spostamento del segnale di decomposizione verso temperature più elevate rispetto alla matrice pura. Inoltre anche in presenza di PCL si osserva, sia per la formulazione PLA2/PCL che per quelle PLA2/PCL/talco, un miglioramento delle proprietà termiche simile alle formulazioni caricate esclusivamente con il talco. Questi effetti sono apparsi meno marcati per i sistemi a base PLA4.

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L’analisi calorimetrica ha sempre indicato un rilevante incremento della cristallinità all’aumentare della concentrazione di talco, con effetti più marcati in presenza di PCL e per i sistemi a base PLA2 rispetto a quelli a matrice PLA4. Questo effetto è stato rispecchiato da un consistente aumento dell’HDT, dei materiali in questione rispetto alle matrici di partenza: parametro definito come la temperatura in corrispondenza della quale il campione sottoposto a flessione in configurazione a tre punti registra una freccia pari a 0,25 mm. Tali aumenti pari fino al 190% per sistemi contenenti il 5% in peso di talco e il 5% in peso di PCL sono risultati ancora una volta lievemente più intensi per i materiali basati sulla matrice PLA2. Publicazioni: P. Russo, D. Acierno, A. Vignali, M. Lavorgna Poly(lactic acid) based systems filled with talc microparticles: thermal, structural and morphological issues Pubblicato on line il 6/11/2013 su Polymer Composites DOI:10.1002/pc.22757. Infine, per le indagini svolte sulla durabilità e affidabilità a lungo termiche di tecnopolimeri come PEEK e PEI, i risultati ottenuti hanno consentito di apprezzare le ottime proprietà di resistenza termica ed al calore di entrambi i polimeri in questione, che hanno mostrato di possedere Tg elevate (indice di una maggiore stabilità fisica e nel tempo a temperatura ambiente) e di conservare le proprie caratteristiche meccaniche e fisiche per temperature elevate, rendendoli ideali candidati per applicazioni ad alta temperatura.

Costi sostenuti

Costi rendicontati

Università degli Studi di Napoli “Federico II” – DIST

Descrizione

Attività 1.4: Studio e sviluppo di compositi realizzati con elastomeri riciclati e realizzazione di appoggi strutturali armati con funzioni antivibranti / antisismiche, a basso impatto ambientale e di potenziale interesse per i paesi in via di sviluppo (ad esempio, l'India). Attività 1.6: Sviluppo e definizione di strategie di progettazione per dispositivi strutturali antivibranti / antisismici basati su elastomeri riciclati o su trefoli in acciaio ritorti. Attività 1.9: Monitoraggio continuo delle costruzioni di grande interesse, in particolare quelle che sono strategiche o che necessitano di rimanere operative durante l’emergenza. Utilizzo di sistemi di controllo semi-attivo della risposta strutturale, che richiedono sistemi di sensori e di acquisizione appositamente progettati.

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Attività 1.4: Nell’ambito della collaborazione con la ditta Isolgomma S.r.l., sono state sviluppate mescole di inerti in gomma riciclata derivanti da pneumatici fuori uso (SBR) e sfridi di lavorazione dell’industria della gomma (EPDM), legati insieme mediante collanti a base poliuretanica, al fine di realizzare appoggi strutturali aventi funzione antisismica. Questi sono armati con tessuto in fibre di carbonio, al fine di incrementarne la capacità di carico sotto azioni verticali. Alcuni prototipi di appoggi sono stati caratterizzati sperimentalmente utilizzando le macchine di prova presenti presso il Laboratorio del Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura (DIST) e presso il Laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Industriale. Quattro dei suddetti prototipi sono stati progettati per isolare una struttura intelaiata in scala disponibile presso il Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura (DIST). Tale struttura di prova, che rappresenta un modello in scala di un edificio, è stata oggetto di una campagna di prove sismiche su tavola vibrante. Attività 1.6: E’ stata sviluppata analiticamente una procedura di progetto di un sistema di isolamento per ponti, sia nel caso di isolatori elastomerici che di isolatori ad attrito. Sempre in via analitica, è stata sviluppata una procedura di progetto di un sistema di controventi dissipativi per edifici, sia nel caso di comportamento viscoelastico che rigido-plastico. Nell’ambito della collaborazione con la ditta Powerflex S.r.l., è stato realizzato uno studio teorico sui dispositivi tipo wire-rope, basati su trefoli in acciaio ritorti, al fine di determinarne analiticamente le rigidezze nelle tre possibili direzioni di carico, sulla base della loro geometria e delle caratteristiche del materiale. Ciò ha consentito di individuare una procedura di progetto dei wire-rope, che rappresentano dispositivi con notevoli benefici in termini di costo e di semplicità di installazione, caratterizzati da una significativa capacità dissipativa. Tali dispositivi sono stati accoppiati a semplici isolatori ad attrito, al fine di realizzare il sistema di isolamento della struttura di prova disponibile presso il Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura (DIST): la realizzazione di prove sismiche su tavola vibrante ha consentito di verificare la loro capacità di concentrare le due funzioni (quella filtrante e quella dissipativa) in un singolo elemento. Attività 1.9: Nell’ambito della collaborazione con la ditta Boviar S.r.l., sono stati costantemente studiati i dati provenienti dal monitoraggio continuo del “Santuario della Madonna delle Lacrime” a Siracusa. I dati legati alle variazioni termiche e all’azione del vento sono stati elaborati per analizzare l’andamento di questi in un ampio arco temporale. I dati sismici, rilevati durante alcuni terremoti che si sono verificati nella zona di Siracusa, hanno permesso di applicare diverse tecniche di identificazione, allo scopo di valutare le proprietà dinamiche della complessa struttura.

Risultati raggiunti

Attività 1.4: Due giovani hanno lavorato sui temi individuati: ing. Giuseppe Montella (dottorando di ricerca) e ing. Andrea Calabrese (assegnista di ricerca). Le attività sono state svolte anche nell’ambito del Progetto Esecutivo ReLUIS 2010-2013 sponsorizzato dal Dipartimento della Protezione Civile. Sono state pubblicate i seguenti lavori scientifici: 1. Calabrese A., Spizzuoco M.C., Serino G. Shake Table Investigation of a

Novel, Low-Cost, Base Isolation Technology Using Recycled Rubber.

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Structural Control and Health Monitoring, in press., 2014. 2. Spizzuoco M.C., Calabrese A., Serino G. Validation of Design Methods

Criteria for an Innovative Low-Cost Recycled Rubber-Fiber Reinforced Isolator: Experimental Tests and Finite Element Analyses. Engineering Structure, submitted for publication, 2014.

3. Montella G., Calabrese A., Serino G. Mechanical Characterization of a Recycled Rubber-Like Material: Experiments, Hyperelastic Modeling and Numerical Validation. Construction and Building Materials, submitted for publication, 2014.

4. Calabrese A., Serino G., Strano S., Terzo M. Investigation of the Seismic Performances of an FRBs Base Isolated Steel Frame Through Hybrid Testing. World Congress on Mechanical Engineering, 2013, Vol. III, London, UK.

Attività 1.6: Due giovani hanno lavorato sui temi individuati: ing. Andrea Calabrese (assegnista di ricerca) e ing. Daniele Losanno (dottorando di ricerca). Le attività sono state svolte anche nell’ambito del Progetto Esecutivo ReLUIS 2010-2013 sponsorizzato dal Dipartimento della Protezione Civile. Sono state pubblicate i seguenti lavori scientifici: 1. Caterino N., Spizzuoco M. Response time of MR dampers for

semiactive control: experimental measures and possible prediction. 4th ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, 2013.

2. Caterino N., Spizzuoco M., Occhiuzzi A. Shaking table tests to compare semi-active control algorithms for variable dampers. 4th ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, 2013.

3. Caterino N., Spizzuoco M., Occhiuzzi A. Promptness and dissipative capability of semi-active magnetorheological dampers. 15th WCEE, 2012.

4. Spizzuoco M., Caterino N., Mechanical characterization of MR dampers in terms of energy. 5th European Conference on Structural Control, 2012.

5. Caterino N., Spizzuoco M., Londono Monsalve J.M., Occhiuzzi A. Experimental issues in testing a semi-active technique to control earthquake induced vibration. In press., 2013.

6. Caterino N., Spizzuoco M., Occhiuzzi A. Promptness and dissipative capacity of large scale magnetorheological dampers: experimental investigations. Structural Control & Health Monitoring, 2013.

7. Caterino N., Spizzuoco M., Occhiuzzi A. Shaking table testing of a steel frame structure equipped with semi-active MR dampers: comparison of control algorithms. Smart Structures and Systems, in press., 2013.

Attività 1.9: Due giovani hanno lavorato sui temi individuati: ing. Daniele Losanno (dottorando di ricerca) e ing. Claudia Zambrano (tesista). Le attività sono state svolte anche nell’ambito del Progetto Esecutivo ReLUIS 2010-2013 sponsorizzato dal Dipartimento della Protezione Civile. Sono state pubblicate i seguenti lavori scientifici: 1. Losanno D., Spizzuoco C., Serino G. Isolamento sismico, monitoraggio,

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identificazione e modellazione del Santuario della “Madonna delle Lacrime” in Siracusa. Progettazione Sismica, in press., 2013.

2. Losanno D., Spizzuoco C., Serino G. Optimal design of seismic isolation systems for simply supported bridges. Earthquakes and Structures, in press., 2013.

3. Losanno D., Spizzuoco M., Serino G. Application of modal testing techniques to a monitored building structure. 15th WCEE, 2012.

4. Losanno D., Serino G., Spizzuoco M. Monitoring and dynamic identification of a worship structure. 5th European Conference on Structural Control, 2012.

5. Losanno D., Londono Monsalve L.M., Spizzuoco M. Structural monitoring system for the management of emergency due to natural events. IEEE Workshop, 2013.

Costi sostenuti

Costi rendicontati

Universita' degli Studi di Napoli "Federico II" – Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell’Informazione

Descrizione

Il tema di carattere generale previsto dal programma era: Studio dell’influenza della topologia e non idealità dei canali di comunicazione sulle prestazioni della rete di sensori. Studio, analisi e formulazione di condizioni di stabilità asintotica per algoritmi distribuiti di consenso su reti di agenti. I contributi di ricerca su questi temi hanno sinteticamente riguardato:

• La definizione di algoritmi di stima della topologia e controllo di formazione di agenti dinamici equipaggiati con sensori di prossimità;

• L’analisi e studio delle strategie per la costruzione ed il mantenimento della topologia di una rete di sensori (algoritmi gerarchici e di power regulation), e loro impatto sulle prestazioni di differenti tecniche di data fusion;

• Lo studio della dinamica di reti complesse di sistemi discontinui la cui evoluzione macroscopica è affetta da discontinuità dovute a interventi esterni manipolabili o non manipolabili dipendenti dal tempo o dallo stato. Analisi, modellistica e controllo di sistemi discontinui volta alla classificazione dei principali fenomeni di biforcazione esibiti da tali sistemi;

• Lo studio e la definizione dei comportamenti collettivi in reti multi-agente attraverso un’analisi topologica; la sincronizzazione di reti di agenti con dinamica discontinuo e/o eterogenea.

Obiettivi conseguiti Focalizzazione di alcuni gruppi di ricerca, regionali ed internazionali sulle tematiche di interesse della Rete. Sostegno alla mobilità di carattere regionale ed internazionale di laureati, ricercatori, dottorandi e studenti

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Risultati raggiunti

Attivazione di nuove figure professionali di tipo tecnico-scientifico su tematiche riguardanti la ricerca sulle prestazioni e le valutazioni delle reti di sensori. Rafforzamento della cooperazione della ricerca tra gli operatori universitari e industriali. Pubblicazioni scientifiche.

Costi sostenuti

2 assegni per laureati (erogate al 31/12/13 17 mensilità Mobilità 3 ricercatori Senior (Garofalo, Dino I, Hogan) : circa € 17.000 (per una valutazione precisa si veda la tabella allegata) 1 assegno per Dottore di ricerca esperto (erogate al 31/12/13 4 mensilità)

Costi rendicontati

Seconda Università degli Studi di Napoli

Descrizione Studio e sviluppo di materiali Sensori e Microattuatori


Sono state sviluppate tecnologie ottiche per la realizzazione di sensori distribuiti in fibra ottica per monitoraggio di strutture civili e geotecniche. Inoltre, sono state sviluppate tecniche/dispositivi per la diagnostica a microonde nonché modelli per lo studio del comportamento di matrici termoplastiche rinforzate con fibra di vetro.

Risultati raggiunti

Sono stati pubblicati diversi lavori su riviste internazioni per misurare la deformazione distribuita lungo una trave in cemento, tramite scattering stimolato di Brillouin in fibra ottica, oltre che sulle tecniche di diagnostica a microonde e l'analisi di matrici termoplastiche. Elenco Pubblicazioni scientifiche: Pubblicazioni su rivista:

1. Ruocco E., Minutolo V., Ciaramella S., A generalized analytical approach for buckling analysis of thin rectangular plates with arbitrary boundary conditions, International Journal of Structural Stability and Dynamics, 2011, pp 193-211;

2. Bernini R., Minardo A., Ciaramella S., Minutolo V., Zeni L., Distributed strain measurement along a concrete beam via stimulated Brillouin scattering in optical fibers, International Journal of Geophysics, 2011, pp. 1-5;

3. Ruocco E., Ciaramella S., Minutolo V., Migliore M. R., A numerical model based on closed form solution for elastic stability of thin plates, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2011;

4. G. Ruvio, R. Solimene, A. D'Alterio, M. J. Ammann, and R. Pierri, "RF Breast Cancer Detection Employing a Non-characterized Vivaldi Antenna and a MUSIC-like Algorithm", International Journal of RF and Microwave Computed-Aided Engineering, vol. 23, issue 5, pp. 598-609, 09/2013.

5. R. Solimene, G. Ruvio, A. Dell’Aversano, A. Cuccaro, M. J.

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Ammann, and R. Pierri, "Detecting Point-Like Sources of Unknown Frequency Spectra", Progress In Electromagnetics Research, vol. B, issue 50, pp. 347-364, 04/2013.

6. G. Ruvio, R. Solimene, A. D'Alterio, M. J. Ammann, and R. Pierri, "Comparison of Non-Coherent Linear Detection Algorithms Applied to a 2-D Numerical Breast Model", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 12, pp. 853 - 856, 2013.

7. G. Ruvio, R. Solimene, A. Cuccaro, J. E. Browne, D. Gaetano, and M. J. Ammann, "Assessing Interferometric MUSIC for Breast Cancer Detection Against Experimental Phantom", IEEE Transaction on Antennas and Propagation, Submitted

8. D'Amore A., Grassia L., Verde P. "Modeling the flexural fatigue behavior of glass-fiber-reinforced thermoplastic matrices", Mechanics of Time-Dependent Materials 1573-2738; SPRINGER (electronic version); Vol. 1; pp. 1-9, 2013

9. A. Brancaccio, G. Leone, R. Solimene, “Fault detection in metallic grid scattering”, Journal of Optical Society of America Part A, Vol. 28, n. 12, pp. 2588-2599, 2011

10. R. Solimene, G. Leone, “MUSIC algorithms for grid diagnostics”, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol 10, n 2, pp. 226-230, 2013.

11. R. Solimene, G. Leone, A. Dell’Aversano, “MUSIC algorithms for rebar detection", Journal of Geophysics and Engineering, vol 10, n.6, 2013.

Conferenze:

1. Ruocco E., Ciaramella S., Minutolo V., Migliore M. R., On the stability of orthotropic plates with general boundary conditions., 2011, AIMETA XX;

2. Ramundo F., Migliore M. R., A model for limit state analysis of wooden structures, 2011, COST C26 - Urban Habitat Constructions under Catastrophic Events

3. G. Ruvio, R. Solimene, A. Cuccaro, J. E. Browne, D. Gaetano, and M. J. Ammann, "Experimental Microwave Breast Cancer Detection with Oil-in-Gelatin Phantom ", International Conference Electromagnetics in Advanced Applications, Torino, Italy, Institute of Electronic & Electrical Engineers Antennas and Propagation Society & URSI, 09/09/2013.

4. G. Ruvio, R. Solimene, A. Cuccaro, and M. J. Ammann, "Field penetration in MRI-based breast models: a numerical investigation", 8th European Conference on Antennas and Propagation, Submitted

5. Grassia L., D'Amore A., Verde P., On The Inter-Conversion Between Viscoelastic Material Functions of Polycarbonate AIP Conference Proceedings; 0094-243X; Amer. Inst. Phys., Melville, NY.; 978-0-7354-1061-9; AIP; Vol. 1459; Pagg. 375-378, 2012

6. D'Amore A., Grassia L., Verde P., Modeling the Fatigue Behavior of Glass Fiber Reinforced Thermoplastic and Thermosetting Matrices

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AIP Conference Proceedings; 978-0-7354-1061-9; AIP; Vol. 1459; pp. 372-374, 2012

Costi sostenuti

€ 19.022/05 (Ramundo) + € 18.063/29 (Ciaramella) + € 22.947/00 (Ruvio) + € 9.369/80 (Verde)

Costi rendicontati

€ 19.022/05 (Ramundo) + € 18.063/29( Ciaramella) + € 22.947/00( Ruvio) + € 9.369/80 (Verde)

Università di Napoli Parthenope

Descrizione

1. Assegno di ricerca sul tema “Studio di materiali polimerici e ibridi per sistemi ad alto contenuto tecnologico per la sostenibilità ambientale”

2. Assegno di ricerca sul tema “Materiali ecosostenibili per sistemi di monitoraggio ambientale di effluenti liquidi e/o gassosi”

3. Assegno di ricerca sul tema “Sviluppo sperimentale di nuovi processi di realizzazione di materiali da costruzione ecocompatibili per il miglioramento della sostenibilità ambientale del sistema edilizio campano e nazionale”


! Sviluppo e ottimizzazione di materiali ceramici innovativi ad elevate prestazioni;

! Approccio innovativo di sintesi basato sulla co-reticolazione di resine organiche a base epossidica e di matrici inorganiche geopolimeriche a base di metacaolino per la produzione di nuovi materiali ibridi organici-inorganici;

! Analisi numerica per valutare le prestazioni termiche di compositi geopolimerici innovativi;

! Applicazione dei compositi geopolimerici per schermatura elettromagnetica.

Risultati raggiunti

Elenco delle pubblicazioni prodotte Migliaccio M., Ferrara G., Gifuni A., Sorrentino A., Colangelo F., Ferone

C., Cioffi R., Messina F., Shielding effectiveness tests of low-cost civil

engineering materials in a reverberating chamber, Progress In

Electromagnetics Research B, Vol. 54, 2013.

Roviello G., Ricciotti L., Ferone C., Colangelo F., Cioffi R., Tarallo O.,

Synthesis and characterization of novel epoxy geopolymer hybrid

composites, Materials, Vol. 6(9), 3943-3962, 2013.

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Ferone C., Roviello G., Colangelo F., Cioffi R., Tarallo O., Novel hybrid

organic-geopolymer materials, Applied Clay Science, Vol. 73, 42-50, 2013.

Colangelo F., Roviello G., Ricciotti L., Ferone C., Cioffi R., Preparation

and characterization of new geopolymer-epoxy resin hybrid mortars,

Materials, Vol. 6(7), 2989-3006, 2013.

Andini S., Cioffi R., Colangelo F., Montagnaro F., Santoro L., Effect of

mechanochemical processing on adsorptive properties of blast furnace slag,

Journal of Environmental Engineering, Vol. 139(12), 1446-1453, 2013.

Ricciotti L., Roviello G., Tarallo O., Borbone F., Ferone C., Colangelo F.,

Catauro M., Cioffi R., Synthesis and characterizations of melamine-based

epoxy resins, International journal of molecular sciences, Vol. 14(9), 18200-

18214, 2013.

Costi sostenuti 1. € 23.000,00 2. € 24.700,00 3. € 24.700,00

Costi rendicontati 1. € 23.000,00 2. € 12.350,00 3. € 12.350,00

Università degli Studi di Salerno

Descrizione

Nell’ambito della linea di azione I del presente progetto sono stati banditi assegni e borse di studio per attività di ricerca sia in relazione all’ Asse IV (Capitale umano) che all’Asse V (internazionalizzazione). In particolare sono state condotte nelle attività 1.1 (Materiali. A), 1.3 (Materiali: C), 1.5 (Dispositivi) e 1.7 (sensori e microattuatori). Ovviamente, i bandi per i quali l’attività non è iniziata entro il 31/12/2013, non hanno dato luogo a risultati ma costituiscono impegno di spesa entro tale data. Nell’ambito della linea di azione I del presente progetto sono state svolte missioni per le attività di ricerca in relazione all’Asse V (internazionalizzazione).


Asse IV (Att. 1.1) Al 31-dic-2013 sono stati completati 3 assegni di ricerca: • “Studio e sviluppo di materiali polimerici e compositi a matrice polimerica con specifiche prestazioni funzionali e/o strutturali”, assegno di ricerca attribuito a del Dott.a Valentina Volpe con fine attività luglio 2013. La Dott.a Valentina Volpe ha prodotto 1 pubblicazione in press, in cui

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ringrazia il progetto Mastri; • “Sintesi di polimeri termoplastici ed elastomerici mediante processi di poliaddizione e di Ring Opening Metathesis Polymerization catalizzata anche da nuovi composti organometallici”, assegno di ricerca attribuito della Dott.a Giuseppina Barra con fine attività a ottobre 2013; • “Stampaggio ad iniezione di polimeri termoplastici, controllo delle caratteristiche dei manufatti mediante evoluzione della temperatura dello stampo”, assegno di ricerca attribuito al Dott. Felice De Santis con fine attività a dicembre 2013. Il Dott. Felice De Santis ha prodotto 2 pubblicazioni in press, in cui ringrazia il progetto Mastri; Al 31-dic-2013 è stata completata e rinnovata 1 borsa di studio: • “Misure reologiche su polimeri da utilizzare per i processi di coiniezione e schiumatura”, borsa di studio semestrale, rinnovata, è stata attribuita ad Annarita De Meo che ha iniziato l’attività nel mese di Marzo. Al 31-dic-2013 sono state bandite e assegnate 2 borse di studio: • “Sintesi e caratterizzazione di materiali co-polimerici a blocchi nano strutturati”, la borsa di studio annuale è stata attribuita al Dott. Francesco Della Monica; • “Sintesi e caratterizzazione di materiali polimerici ibridi nanostrutturati e loro impiego come catalizzatori selettivi di ossidazione”, la borsa di studio annuale è stata attribuita al Dott. Assunta De Nisi. (Att. 1.3) Al 31-dic-2013 è stata completato e rinnovato 1 assegno di ricerca: • “Sistemi ibridi a base di nanoparticelle magnetiche e dendrimeri polimerici biocompatibili per il rilascio di farmaci, imaging, ipertermia”, assegno di ricerca attribuito alla Dott.a Matilde Sublimi Saponetti con inizio attività a luglio 2012. La Dott.a Matilde Sublimi Saponetti ha prodotto 2 pubblicazioni e 2 lavori presentati a convegno. Al 31-dic-2013 è stata completata 1 borsa di studio: • “Applicatori frattali in guida d’onda per il riscaldamento a microonde”, borsa di studio annuale del Dott. Bruno Bisceglia con fine attività ad agosto 2013. Il Dott. Bruno Bisceglia ha prodotto 3 lavori presentati a convegno. (Att. 1.5) Al 31-dic-2013 è stata completato 1 assegno di ricerca: • “Modellistica e caratterizzazione di materiali basati su nano strutture di carbonio nano per sensori di temperatura e stress meccanici”, assegno di ricerca attribuito al Dott. Giovanni Spinelli fine attività ad agosto 2013. Il Dott. Giovanni Spinelli ha prodotto 1 pubblicazione, in cui ringrazia il progetto Mastri. (Att. 1.7) Al 31-dic-2013 è stato assegnato 1 assegno di ricerca: • “Ossidi multifunzionali innovativi per sensoristica magnetica e superconduttiva”. Assegno di ricerca con Cofinanziamento per € 6'753 e €16'194 imputati al progetto, attribuito del Dott.a Alice Galdi con fine l’attività a febbraio 2014. La Dott.a Alice Galdi ha prodotto 2 lavori

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presentati a convegno. Asse V (Att.1.1) Al 31-dic-2013 è stata completato 1 assegno di ricerca: • “Sviluppo di Formulazioni Adesive “Intelligenti” per Applicazioni nel Settore dei Compositi Strutturali”, assegno di ricerca attribuito al Dott. Umberto Vietri con fine attività a luglio 2013. Il Dott. Umberto Vietri ha prodotto 1 pubblicazione, in cui ringrazia il progetto Mastri. Al 31-dic-2013 sono state compiute 3 missioni: • presso “Western University in London- Ontario, Canada”, “Case Western University in Cleveland Ohio, USA”, “University di Akron Ohio, USA”, “Polymer Engineering Centre della University del Wisconsin, USA” da parte del Prof. Giuseppe Titomanlio; • presso “Technische Universitaat di Monaco di Baviera, Germania”, da parte del Prof. Alfonso Grassi; • presso “University di Akron Ohio, USA”, da parte della Dott.a Sara Liparoti. (Att.1.3) Al 31-dic-2013 è stata rinnovata e completata 1 borsa di studio: • “Sviluppo e deposizione di strati sottili di nanotubi di carbonio nanostrutturati per bio-sensoristica”, borsa di studio di € 6500 attribuita al Dott. Sayed Alireza Mousavi con fine attività a ottobre 2013. Il Dott. Sayed Alireza Mousavi ha prodotto 1 lavoro presentati a convegno. Al 31-dic-2013 è stata compiuta 1 missione: presso “IMT Institute di Bucarest, Romania”, da parte del Dott Sayed Alireza Mousavi.

Risultati raggiunti

I principali risultati, relativi alle attività della Linea I Asse IV (Att. 1.1) sono di seguito elencati a) Titolare dell’assegno di ricerca Valentina Volpe: è stato messo a punto il processo di stampaggio di polimeri termoplastici in presenza di agenti espandenti ottenendo manufatti schiumati di peso notevolmente più leggeri di quelli tradizionali, con ottimi rapporti proprietà meccaniche-peso e buona finitura superficiale. I manufatti presentano, inoltre, una struttura microcellulare omogenea grazie al controllo della temperatura dello stampo e all’applicazione di una contropressione durante la fase di riempimento della cavità; b) Titolare dell’Assegno di ricerca Giuseppina Barra: è stata messo a punto un metodo per la sintesi di copolimeri a base di norbornene utilizzando la ring opening metathesis polymerization attivata dai catalizzatori di Grubbs e Hoveyda Grubbs (prima e seconda generazione); c) Titolare dell’Assegno di ricerca Felice De Santis. E’ stata progettato e messo a punto uno stampo destinato al micromolding capace di realizzare, all’interfaccia col polimero, un salto di temperatura di almeno 70 K in pochi decimi di secondo e raffreddare in un tempo compreso tra 3 e 5 secondi dopo il riscaldamento. Lo stampo può essere schematizzato come una parete

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composita, poiché al suo interno contiene un elemento riscaldante capace di generare calore per un certo tempo. A tal scopo vengono impiegati dei strain gages, ovvero resistenze metalliche che nascono come misuratori di deformazione, ma che al passaggio di corrente sono soggetti alla generazione di calore secondo l’effetto Joule. Inoltre, dietro allo strato contenente gli strain gages, è stato inserito uno strato di materiale isolante termico, al fine di aiutare la fase di riscaldamento, verificando che non influisca molto, in termini di durata, sulla fase di raffreddamento. d) Titolare della Borsa di studio Annarita De Meo. È stato utilizzato un materiale a bassa viscosità, il PDMS, in prove di frequency sweep a temperatura ambiente al fine di confrontare le misure reologiche condotte con un reometro con una finestra che permette di osservare il test, l’Haake Mars II, con quelle effettuate con altri strumenti. Tra le potenzialità dello strumento vi è quella di registrare le immagini di un campione sottoposto ad una prova reologica. Questa potenzialità è stata sfruttata al fine di indagare l’evoluzione della cristallinità per un polimero semicristallino, il polipropilene isotattico, e metterla in relazione all’andamento della viscosità nel tempo, in condizioni isoterme. I principali risultati, relativi alle attività della Linea I Asse IV (Att. 1.3) sono di seguito riportati a) Titolare dell’Assegno di ricerca Matilde Sublimi Saponetti: sono stati caratterizzati nuovi vettori per il rilascio di farmaci e nuovi marker per imaging funzionale basati su nano particelle magnetiche funzionalizzate da opportune biomolecole e sistemi polimerici biocompatibili; b) Titolare della Borsa di studio Bruno Bisceglia: è stato sviluppato un modello numerico per la caratterizzazione di materiali, analisi della risposta del materiale e curva di riscaldamento in presenza di microonde; tale modello valuta l’efficacia del trattamento a microonde tenendo conto di (indesiderati) effetti strutturali. I principali risultati, relativi alle attività della Linea 1 Asse IV (Att. 1.5) sono di seguito riportati: a) Titolare dell’Assegno di ricerca Giovanni Spinelli: è stato sviluppato un modello numerico tridimensionale in grado di simulare un materiale nanocomposito ottenuto mediante combinazione di resina isolante e nanotubi di carbonio. Il modello proposto è in grado di predire il comportamento elettromagnetico dei materiali tenendo conto delle variazioni di alcuni parametri geometrici e fisici dei materiali impiegati oltre ad eventuali effetti esterni quali temperatura e stress meccanici, nell’ottica del loro utilizzo come sensori. Contemporaneamente è stata effettuata un’attività sperimentale di caratterizzazione elettromagnetica di nanocompositi, anche di tipo multifase (nanotubi e nanoargille), al variare della temperatura allo scopo di rilevare l’influenza di tale parametro sulle prestazioni dei compositi, al fine di poterli impiegare come sensori di temperatura o elementi riscaldanti. I principali risultati, relativi alle attività della Linea 1 Asse IV (Att. 1.7) sono di seguito riportati a) Titolare dell’Assegno di ricerca Alice Galdi: L’attività di ricerca si è focalizzata sulla fabbricazione di super-reticoli CaTiO3/CaCuO3 e di film

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di manganiti (La,Ce)MnO3. Inoltre è proseguito lo studio dei film del composto infinite layer SrCuO2, sia drogati con elettroni per sostituzione Sr-La, sia in campioni super-ossidati in cui si è tentato di indurre la superconduttività introducendo tramite l’ossigeno un numero sufficiente di portatori di tipo lacuna. I principali risultati, relativi alle attività di ricerca della Linea I Asse V, Att.1.1 sono a) Titolare dell’Assegno di ricerca Umberto Vietri: è stata sviluppata una resina termoindurente nanocaricata basata su un precursore epossidico tetrafunzionale con buone proprietà elettriche e di resistenza alla fiamma. Sono stati sviluppati, inoltre, sistemi compositi multifunzionali per applicazioni strutturali allo scopo di superare gli inconvenienti relativi ai target tecnici richiesti per i compositi aeronautici, quali la ridotta conducibilità elettrica e la scarsa resistenza alla fiamma I principali risultati, relativi alle attività della Linea 1 Asse V, Att.1.3 sono a) Titolare della Borsa di studio Sayed Alireza Mousavi: l’attività è stata finalizzata allo scambio internazionale di conoscenze di un progetto sull’uso della thin layer deposition di CNT, come un materiale nanostrutturato innovativo nell’ambito dei biosensori. In particolare sono stati considerati sensori basati su semiconductive carbon nanotube (CNT-TFT Carbon Nanotube - thin film transistor). I principali risultati delle 3 missioni svolte nella Linea I Asse V, Att.1.1 sono: a) Il Prof. Giuseppe Titomanlio ha compiuto una missione in Canada e negli Stati Uniti, nelle prime tre settimane di Febbraio 2013. Lo scopo della missione è stato quello di sviluppare collaborazioni con gruppi di ricerca all’avanguardia in alcuni dei settori nei quali l’Università di Salerno è impegnata nell’ambito del progetto, in alcuni dei quali ha già attivato assegni di ricerca o borse di studio. In particolare si è visitato i gruppi: - del Prof. Andrew Hrymak presso la Western University in London- Ontario, esperto di simulazione nei processi di trasformazione dei materiali polimerici; - del Prof Ica Manas presso la Case Western University in Cleveland Ohio esperta di miscelazione e compounding di materiali polimerici; - del Prof Miko Cakmak presso la University di Akron Ohio esperto di evoluzione e sviluppo di morfologia nella trasformazione dei materiali polimerici; - del Prof. Lih-Sheng Turng presso il Polymer Engineering Centre della University del Wisconsin, esperto di stampaggio ad iniezione e di processi innovativi di trasformazione dei materiali polimerici e schiume; b) il Prof. Alfonso Grassi ha svolto una missione, della durata di un mese, da parte presso la Technische Universitaat di Monaco di Baviera. Lo scopo della missione è stato di consolidare una collaborazione con il gruppo del Prof. Dr Bernhard Rieger per attività di ricerca nell’ambito della sintesi e caratterizzazione di materiali polimerici funzionali risultanti da processi di self assembly di copolimeri olefinici multi blocco con caratteristiche anfifiliche. Si intende analizzare la possibilità di sintetizzare, mediante tecniche di polimerizzazione radicalica e coordinazione/inserzione metallo, segmenti polimerici aventi caratteristiche di polarità differenti e

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opportunamente funzionalizzati terminalmente. L’accoppiamento mediante click chemistry determinerà la formazione di copolimeri a blocchi con massa molecolare e architettura molecolare disegnata. Si intende infine investigare le proprietà di self assembly di questi copolimeri in opportuni solventi in modo da ottenere morfologie nano strutturate; c) La Dott.a Sara Liparoti ha svolto una missione presso l’Università di Akron–Ohio. La Dott.ssa di Ricerca Sara Liparoti, attualmente titolare di un assegno di ricerca presso l’Università di Salerno, nel corso della missione con la collaborazione del gruppo del prof. Cakmak ha messo a punto film polimerici sottili (30-50 micron) opportunamente conduttivi da utilizzare nel processo di stampaggio ad iniezione; tali films hanno caratteristiche tali che appoggiati sulla superfice dello stampo e riscaldati per effetto joule, con opportuna alimentazione, offrono una temperatura elevata al primo contatto con il polimero fuso e sono in grado di raffreddare alla temperatura dello stampo entro qualche secondo. Ciò allo scopo di controllare la morfologia superficiale del manufatto ed ottenere ona buona replicazione della superfice da parte del polimero. I principali risultati della missione svolta nella Linea I Asse V, Att.1.3 sono: a) il Dott Sayed Alireza Mousavi ha svolto una missione presso il National Institute for Research and Development in Microtechnologies - IMT Bucarest, come previsto dalla sua borsa di studio di internazionalizzazione sulla messa a punto di processi di trasformazione e sintesi per la realizzazione di nuovi materiali micro- e nano-strutturati anche ibridi con caratteristiche strutturali, magnetiche ed elettriche innovative.

Costi sostenuti Al 31-12-13 sono stati spesi 230 k€ e sono stati impegnati 60 k€

Costi rendicontati Al 31-12-13 sono stati rendicontati 109.20 k€

Università del Sannio – Dipartimento di Ingegneria (DING)

Descrizione

Attività 1.4 - Materiali d) Studio e sviluppo di miscele e materiali speciali per lo sviluppo di sistemi innovativi per le costruzioni, come miscele di calcestruzzi alleggeriti con polistirene riciclato, compositi con fibre naturali a base cementizia L’attività 1.4 ha riguardato essenzialmente la caratterizzazione di materiali innovativi di diverso tipo; in particolare sono state investigate sia preliminarmente con approfonditi studi della letteratura tecnica, sia sperimentalmente con specifiche prove di caratterizzazione, le proprietà ed i campi di applicazione di calcestruzzi alleggeriti e di materiali compositi fibrorinforzati (FRP) per il rinforzo esterno di strutture esistenti. a) Calcestruzzi alleggeriti con EPS Sono state realizzate e sottoposte a prove di caratterizzazione fisico-meccanica diverse miscele con grani di polistirene espanso (EPS) in sostituzione degli inerti tradizionali. Tale scelta deriva da diverse

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considerazione di natura tecnico-economica: la diffusione sul mercato a basso costo dell’EPS, anche in forma di materiale di riciclo, le buone capacità isolanti dell’EPS che, unite alla riduzione di peso specifico conferita alla miscela di calcestruzzo grazie alla parziale sostituzione di inerti tradizionali, permettono di ottenere un materiale innovativo con interessanti ricadute applicative sia ai fini strutturali che di risparmio energetico. La preparazione delle miscele è stata infatti mirata ad ottenere un calcestruzzo leggero (con riduzione del peso specifico pari ameno al 20% rispetto ad un calcestruzzo ordinario) e dotato, comunque, di buone proprietà meccaniche tali da consentirne l’utilizzo ai fini strutturali. Prove di caratterizzazione fisico-meccaniche su campioni realizzati con diverse miscele al variare di diversi parametri (rapporto acqua-cemento, percentuale di EPS, presenza di additivi) hanno permesso di individuare delle correlazioni tra la resistenza del calcestruzzo ed il suo peso specifico o la percentuale in peso di grani di EPS aggiunti. Sono state quindi individuate delle miscele per la successiva realizzazione di prove di aderenza di diverse tipologie di barre in acciaio. In particolare, sono state messe a punto due miscele alleggerite caratterizzate una da una densità di 1800 kg/m3 e resistenza a compressione Rcm,28 = 20MPa e l’altra da densità di 2000 kg/m3 e Rcm,28 = 30MPa. In entrambi i casi, la fluidità era sufficiente per il getto dei provini senza utilizzo di vibratore ed il rapporto a/c è stato tenuto piuttosto basso (0.3). Le miscele di calcestruzzo alleggerito con grani di EPS hanno dato luogo ad un materiale molto compatto e resistente in quanto i grani di EPS nel sostituire una parte degli inerti tradizionali tendono a riempire i vuoti; inoltre, poiché gli altri componenti della miscela sono rimasti invariati rispetto alla miscela tradizionale ed il rapporto a/c è piuttosto basso si è ottenuta una matrice cementizia molto compatta, resistente e meno duttile. Sono state progettate e realizzate prove di aderenza con set-up di tipo pull-out per barre in acciaio da armatura immerse in blocchi di calcestruzzo normale ed alleggerito con EPS. In particolare, le prove hanno riguardato 3 miscele (una di calcestruzzo normale e le due alleggerite con EPS messe a punto nella fase precedente) e due 2 tipi di barre (acciaio normale e acciaio zincato caratterizzato da maggiore resistenza alla corrosione e, quindi, maggiore durabilità). b) Materiali compositi fibrorinforzati (FRP) E’ stato messo a punto un set-up sperimentale per la realizzazione di prove di aderenza in elementi in qualsiasi supporto (calcestruzzo, muratura, acciaio) esternamente rinforzati con diverse tipologie di tessuti monodirezionali (fibre di vetro, carbonio, basalto, lino). In particolare l’attenzione si è concentrata su applicazioni su elementi in muratura considerando sia supporti in pietra naturale (tufo giallo napoletano molto diffuso in passato nella regione Campania come materiale da costruzione) sia in pietra artificiale (laterizi). L’utilizzo di fibre naturali quali lino e basalto è mirata a verificarne l’efficacia per applicazioni su elementi in muratura in quanto le proprietà meccaniche di tali fibre, più modeste, rispetto a quelle di vetro e carbonio potrebbero comunque essere idonee al rinforzo di elementi in muratura stante le ridotte proprietà meccaniche di tali materiali da costruzione rispetto al calcestruzzo. Inoltre, essendo di origine naturale, tali fibre risulterebbero maggiormente compatibili con i

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supporti murari. Si è proceduto, pertanto, alla preliminare caratterizzazione fisico-meccanica dei materiali di supporto (tufo giallo, laterizi) e delle fibre di rinforzo ed alla realizzazione di diversi campioni per le prove di aderenza considerando sia singoli blocchi di tufo e laterizi, sia provini composti da più blocchi o mattoni con giunti di malta. I risultati delle prove hanno permesso valutazioni sul carico di delaminazione al variare dei parametri esaminati e la calibrazione di legami di aderenza da introdurre in modelli agli elementi finiti per la simulazione delle prove. Sono state infatti condotte diverse analisi parametriche mediante modelli numerici monodimensionali e modelli agli elementi finiti (FE) bi- e tri-dimensionali per lo studio del legame di interfaccia al variare di diversi parametri su elementi in muratura. Tali analisi sono state anche propedeutiche alla simulazione delle prove sperimentali. In parallelo, sono state svolte attività di modellazione agli elementi finiti del comportamento di interi pannelli in muratura rinforzati con griglie in materiali innovativi immerse in matrici a base cementizia. Le analisi sono state mirate sia alla simulazione di risultati di prove sperimentali di letteratura sia alla valutazione degli effetti di vari parametri (rigidezza rinforzo, spessore malta, resistenza muratura, rapporto di forma pannello) sull’efficienza del sistema di rinforzo in termini di incremento di resistenza e di duttilità. Nell’ambito dei materiali innovativi è stata analizzata anche la problematica degli effetti delle onde elettromagnetiche, spesso utilizzate nella produzione di materiali come i polimeri, sull’organismo umano. A tal fine è stato sviluppato uno studio modellistico della risposta, a livello cellulare, a campi elettromagnetici di tipo stocastico oppure impulsivo. Nell’ambito degli studi su sistemi innovativi per le costruzioni sono stati inoltre investigati problemi di disturbo nei sensori da utilizzare per le misure a lungo termine su strutture e materiali innovativi, di cui non si conosce ancora bene la durabilità. Quindi sono stati studiati anche algoritmi di analisi finalizzati alla scelta ottimale di sensori in funzione del tipo di segnale rilevato attraverso lo sviluppo di procedure di ottimizzazione basate sul paradigma del compressed sensing. Attività 1.8 – Monitoraggio e Controllo Studio di architetture di reti di sensori e di attuatori per il monitoraggio strutturale. Progettazione di protocolli e sviluppo di algoritmi di stima distribuita per il monitoraggio strutturale e per il controllo distribuito. Le attività finora svolte sono di tipo numerico e sono state finalizzate alla valutazione dell’effetto della deformabilità degli impalcati e delle pareti di tamponatura sul comportamento dinamico di edifici in c.a. ai fini dell’ottimizzazione del posizionamento dei sensori per il corretto monitoraggio del comportamento dinamico di tali edifici. Attraverso modelli agli elementi finiti è stato infatti valutato l’effetto della deformabilità dell’impalcato sul comportamento dinamico di edifici in c.a.. La modellazione dei solai è stata sviluppata con elementi 3D per verificare l’effetto di elementi di alleggerimento diversi (laterizi o polistirolo) sulla rigidezza nel piano. Il risultato ottenuto è stato utilizzato per calibrare un

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elemento shell bidimensionale da introdurre nel modello globale dell’edificio. I risultati hanno evidenziato l’influenza dell’elemento di alleggerimento, generalmente trascurato, sulla rigidezza nel piano. Inoltre le analisi dinamiche parametriche condotte su diversi schemi di edificio a telaio o con pareti hanno confermato l’importanza della modellazione del solaio nel piano, soprattutto per gli edifici con pareti in c.a.. Tali risultati hanno evidenziato che la modellazione dell’edificio completa di impalcati deformabili può fornire importanti informazioni per la scelta ed il posizionamento delle strumentazioni nei sistemi di monitoraggio degli edifici, in quanto, simulando l’effettivo comportamento dinamico della struttura, permettono di individuare i parametri che devono essere monitorati. In analogia a quanto fatto per i solai, attraverso modelli agli elementi finiti è stato valutato il comportamento delle tamponature fuori dal piano, poiché durante eventi sismici si sono spesso verificati crolli dovuti proprio ad azioni sollecitanti le tamponature fuori dal proprio piano. In particolare, sono state svolte analisi dinamiche con input sismico costituito da accelerogrammi spettro-compatibili con quello della normativa italiana, sia sul singolo elemento murario, sia sull’elemento inserito in una struttura. Sono state quindi individuate diverse tipologie di tamponature caratterizzate da parametri di rigidezza diversi ed è stato ottenuto l’andamento dell’amplificazione dell’accelerazione in funzione delle caratteristiche del pannello murario di tamponatura, dei vincoli e della posizione dell’elemento nella struttura. Questi risultati saranno utilizzati per pianificare la strumentazione e l’organizzazione di prove dinamiche in sito e di attività di monitoraggio su edifici in cui le tamponature rivestono un ruolo importante nel comportamento dinamico.


Attività 1.4 1. Individuazione delle potenzialità e dei campi di applicazione di miscele di calcestruzzo alleggerito con grani di EPS. 2. Individuazione delle potenzialità e dei campi di applicazione di materiali compositi FRP a base di fibre naturali e non per il rinforzo di edifici in muratura. 3. Effetto delle onde magnetiche utilizzate anche per produrre materiali sull’organismo umano. 4. Definizione dei problemi di disturbo nei sensori e degli algoritmi di analisi finalizzati alla scelta ottimale di sensori e della loro collocazione Attività 1.8 1. Valutazione dell’effetto della deformabilità dell’impalcato sul comportamento dinamico di edifici in c.a. 2. Valutazione del comportamento dinamico lineare fuori piano delle tamponature disposte in edifici in c.a

Risultati raggiunti

Attività 1.4 - Studio e sviluppo di miscele di calcestruzzo con polistirolo dotate di caratteristiche strutturali, ridotto peso specifico e proprietà isolanti - Identificazione di legami di aderenza tra barre di acciaio e calcestruzzo alleggerito con EPS.

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- Prove sperimentali di aderenza su elementi in muratura rinforzati con materiali compositi FRP innovativi - Calibrazione tramite sperimentazione e modelli FE di legami di interfaccia di materiali compositi rinforzati con fibre naturali e non (FRP) inglobati in matrici cementizie ed epossidiche ed utilizzati come rinforzo esterno di elementi in muratura. - Modelli FE per valutare gli incrementi di resistenza e di duttilità ottenibili in pannelli in muratura mediante l’applicazione di griglie in materiali innovativi immerse in matrice cementizia. - Algoritmi di analisi per la scelta di sensori in base al tipo di segnale. Attività 1.8 - Modelli FE per la valutazione dell’effetto di elementi di alleggerimento diversi (laterizi o polistirolo) sulla rigidezza nel piano. - Calibrazione di un elemento shell bidimensionale per simulare l’effetto del solaio nel modello globale dell’edificio - Modelli FE per la valutazione del comportamento delle tamponature fuori dal piano ed analisi dinamiche con input sismico costituito da accelerogrammi spettro-compatibili - Andamento dell’amplificazione dell’accelerazione in funzione delle caratteristiche delle tamponature, dei vincoli e della posizione dell’elemento nella struttura

Costi sostenuti

Attività 1.4 - 2 assegni di ricerca di durata 12 mesi (tipologia 1.1. per i dott. Bibbò, dott.ssa De Vita): € 41960.53 - 4 borse di ricerca di durata 6 mesi (tipologia 1.2 per i dott. Ielardi, dott. Ianniciello, dott. Bossio, dott. Garofano): € 30000 - 1 assegno di ricerca di durata 12 mesi (tipologia 1.2 per dott.ssa Fusco): € 23000 Totale sostenuto: € 94960.53 Attività 1.8 - 1 borsa di ricerca di durata 6 mesi (tipologia 1.2) per il dott. Castaldo: € 7500.00 - 67% di 1 assegno di ricerca di durata 12 mesi (tipologia 1.1.) per la dott.ssa De Angelis: € 15298.00 Totale sostenuto: € 22798.00

Costi rendicontati

Attività 1.4 - 100% di 2 assegni di ricerca di durata 12 mesi tipologia 1.1. dei dott. Bibbò, dott.ssa De Vita): € 41960.53 - 100% borsa di ricerca di durata 6 mesi tipologia 1.2 del dott. Ianniciello: € 7500.00 - 67% borsa di ricerca di durata 6 mesi tipologia 1.2 del dott. Ielardi: € 5000.00 - 67% borsa di ricerca di durata 6 mesi tipologia 1.2 del dott. Bossio): € 5000.00 - 58% assegno di ricerca di durata 12 mesi della dott.ssa Fusco: € 13385.33

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Totale rendicontato: € 72845.86 Attività 1.8 1 borsa di ricerca di durata 6 mesi (tipologia 1.2) per il dott. Castaldo: € 7500.00 Totale rendicontato: € 7500.00

Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)

Descrizione

Attività 1.1. Studio e sviluppo di materiali polimerici e compositi a matrice polimerica con specifiche prestazioni funzionali e/o strutturali Attività 1.2 Progettazione e sviluppo di nuove strutture polimeriche multifunzionali per lo sviluppo eco-sostenibile. Attività 1.3 Messa a punto di processi di trasformazione e sintesi per la realizzazione di nuovi materiali micro- e nano-strutturati anche ibridi con caratteristiche strutturali, magnetiche ed elettriche innovative


Attività 1.1 Nei primi mesi sono state messe a punto metodologie di sintesi da soluzione (“chimie douce”) di nanoparticelle Attività 1.2 In questi primi cinque mesi è stato sviluppato un composito conduttivo biodegradabile e biocompatibile a base di proteine di origine vegetale ed animale e di grafene. Attività 1.3 Sviluppo di materiali semiconduttori basati su biopolimeri caricato con grafene caratterizzati da struttura microporosa.

Risultati raggiunti

. Attività 1.1 Sono state sintetizzate nanoparticelle di titania e idrossido di magnesio Attività 1.2 Sono state prodotte numerose mescole con diverse percentuali di grafene e di plasticizzante. Il grafene è ottenuto con un sistema a basso impatto ambientale che prevede l’esfoliazione meccanica in solventi acquosi della grafite naturale. I materiali ottenuti sono stati caratterizzati sia dal punto di vista meccanico e termico. E’ stata inoltre sviluppata una tecnica per la realizzazione di schiume composite proteina/grafene Attività 1.3 Sono state determinate le proprietà elettriche degli ibridi proteina/grafene. I risultati suggeriscono la possibilità di ottenere un materiale da utilizzare nel campo della bioelettronica come accumulatori di energia eco-sostenibili.

Costi sostenuti

1. Borsa di studio per laureato per ricerca nel campo dell’area scientifica “Scienza e tecnologia dei materiali” con la seguente tematica di ricerca: “Sviluppo di materiali ecosostenibili con proprietà elettriche/magnetiche basati su compositi e nanocompositi a matrice termoplastica”

2. Borsa di studio per laureato (magistrale o specialistica) in Ingegneria dei Materiali o Ingegneria Chimica o Chimica) per ricerca nel campo dell’area scientifica “Scienza e tecnologia dei materiali” con la seguente tematica di ricerca: “Reologia di sistemi multifasici”

..

Costi rendicontati

1. Fino a questo momento sono state pagate 5 rate da € 1446,64 ognuna per complessivi € 7233,20. Periodo: 1 settembre 2013 – 31 gennaio 2014

2. Fino a questo momento sono state pagate 3 rate mensili da € 1279.88 ed 1 rata da € 298.62 per complessivi € 4138,26. Periodo: 26 giugno 2013

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– 30 settembre 2013

Magnaghi Aeronautica SpA

Descrizione

Obiettivo specifico & operativo: creazione di reti di eccellenza tra Università, Centri di Ricerca, mondo produttivo e Istituzionale con particolare attenzione alla promozione della Ricerca e dell’Innovazione. Sostenere lo sviluppo di reti tra Università, Centri di Ricerca e Imprese, sostenere l’orientamento dei giovani verso la ricerca e la scienza.


In ambito della Linea di Azione 1, (borse di ricerca per il sostegno del progetto di ricerca comune), Attività 1.8 di Monitoraggio e Controllo a), ovvero: “Studio di architetture di reti di sensori e di attuatori per il monitoraggio strutturale. Progettazione di protocolli e sviluppo di algoritmi di stima distribuita per il monitoraggio strutturale e per il controllo distribuito”; è stata indetta in data 17/05/2012, una borsa di studio avente per titolo: “Sensoristica di monitoraggio e di attuazione di carrelli”. La borsa di studio ha avuto la durata di 12 mesi con inizio in Settembre 2012, ed è stata promulgata di ulteriori 4 mesi per la verifica delle soluzioni e dei problemi riscontrati durante le simulazioni in laboratorio. L’obiettivo conseguito attraverso la borsa di studio è l’acquisizione e la correlazione tra dati fisici al variare delle masse inerziali con le potenze elettriche impegnate e l’analisi delle energie in gioco. Inoltre sono state eseguite approfondimenti sull’attuazione elettrica applicata ai componenti aeronautici, principalmente sul sistema di comando.

Risultati raggiunti

Nell’ambito della Borsa di Studio, sono state svolte attività di ricerca su di un dimostratore rappresentativo di un sistema di attuazione elettrica sia presso il laboratorio prove Magnaghi e sia presso la Università di Napoli Federico II, Dip. DIETI (ex DIS). Durante tali attività sono state sperimentate soluzioni di acquisizione e monitoraggio di dati al variare di parametri fisici rappresentativi di un sistema di retrazione/estensione di un carrello di atterraggio.

Costi sostenuti € 54.000,0

Costi rendicontati € 54.000,0

Fiat Group Automobiles S.p.A.

Descrizione

Le tematiche affrontate nelle borse di studio finanziate rientrano nelle Attività 1.1 di progetto e sono:

• Sviluppo di una metodologia per le analisi di prevenzione battiti e scricchiolii interno abitacolo

• Progettazione di componenti body tramite l’impiego di materiali plastici


Gli obiettivi conseguiti per la tematica 1 sono i seguenti: • Analisi dei dati e consolidamento del database di compatibilità dei

materiali per battiti e scricchiolii • Realizzare un database strutturato delle lesson-learned delle analisi

di rumorosità sui prototipi fisici

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• Studio delle principali cause della rumorosità dei sedili Gli obiettivi conseguiti per la tematica 2 sono i seguenti:

• Utilizzo del codice di pre-post processing Hyperworks • Conoscenza di Engine Abaqus implicito/esplicito • Simulazioni di chiusura dinamica componenti autoveicolo

(comportamento pannelli porta e finizioni interne)

Risultati raggiunti

La ricerca sulla prima linea tematica (della durata di 24 mesi) ha visto il coinvolgimento di n°2 giovani laureati in ingegneria. Il primo assegno di ricerca ha avuto una durata di 12 mesi iniziato in data 01/10/2012 e terminato il 30/09/2013. La seconda borsa di ricerca è stata attivata in data 04/11/2013 ed è attualmente in corso. Le tematiche trattate sono state relative allo sviluppo di una metodologia per le analisi di prevenzione battiti e scricchiolii all’interno dell’abitacolo di una vettura. Nel dettaglio, nella prima borsa, conclusa, si è proceduto all’esecuzione di una serie di analisi di compatibilità dei materiali per la prevenzione scricchioli, definendo una modalità di consultazione e analisi di database già disponibili. Sono state svolte attività di lesson learned (imparare dagli errori), finalizzate alla riduzione degli errori nello sviluppo dei modelli. Nella seconda borsa, ancora in corso, si è proceduti ad ottimizzare le interfacce di consultazione del database aziendale e a realizzare opportuna ed esaustiva reportistica legata ai materiali da impiegare e parallelamente sono state avviate delle analisi e attività di verifica progettuale che hanno richiesto l’utilizzo di sw specifici. La ricerca sulla seconda linea tematica (durata di 12 mesi), ha visto il coinvolgimento di n° 1 giovane ingegnere dei materiali, l’attività è cominciata in data 08/04/2013 ed è attualmente ancora in corso. L’attività è relativa alla progettazione di componenti body tramite l’impiego di materiali plastici. Nel dettaglio, le attività sono state focalizzate su analisi strutturali tese a verificare e ottimizzare il comportamento a fatica dei materiali, tramite l’utilizzo di sw specialistici al fine di individuare punti critici della struttura ed eventuali modifiche da apportare in termini di utilizzo di materiali irrigidenti per l’ottimizzazione delle prestazioni dinamiche e statiche. In sintesi, il totale dei giovani coinvolti sul progetto è pari a 3. Si evidenzia che il primo borsista, dopo il completamento delle attività prevista dal progetto, ha superato le selezioni per assunzione in Fiat Group Automobiles S.p.A., ed è stato inserito nell’organico del Centro Tecnico di Pomigliano d’Arco, all’interno della stessa struttura in cui sono state svolte le attività di progetto. Il secondo borsista che completerà nel mese di aprile 2014 le sue attività sta già sostenendo i test dell’iter selettivo previsto da F.G.A., in ottica inserimento in organico.

Costi sostenuti € 54.000

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Costi rendicontati € 27.458

Tecnosistem S.p.A.

Descrizione

Nell’ambito della rete, Tecnosistem si è impegnata ad assegnare borse di studio per una durata di 36 mesi, nell’ambito della Linea di Azione 1 “attività di ricerca”, con riferimento all’attività 1.6/Asse IV. Le borse di studio riguardanti la tematica Studio e progettazione di materiali innovativi da impiegare nelle costruzioni di infrastrutture complesse, sono finalizzate ad individuare tecnici, di nazionalità italiana o straniera, inoccupati/disoccupati, nati e/o residenti in Campania, in possesso di laurea magistrale/specialistica o laurea vecchio ordinamento o titolo equivalente conseguito all’estero e adeguato curriculum scientifico professionale. In data 12/10/2012 sono state bandite n. 2 borse di studio, una di durata 12 mesi ed un’altra di durata 18 mesi, rispettivamente assegnate, in data 12/11/2012, agli ingg. Salvatore Chierchia ed Ida Mingione. In data 12/07/2013 l’ing. Chierchia ha rinunciato al proseguimento della borsa di studio.

• In data 17/09/2013 è stato pubblicato il bando per una borsa di studio di 9 mesi, a completamento del programma di ricerca previsto dalla rete. Tale borsa è stata assegnata all’ing. Vincenzo Adaldo in data 14/10/2013.


Le attività sono in corso di sviluppo e termineranno nel mese di maggio 2014. Le borse di studio sono state assegnate a n.3 giovani neolaureati, nati tra il 1984 ed il 1987.

Risultati raggiunti Le attività sono in corso di sviluppo e termineranno nel mese di maggio 2014.

Costi sostenuti € 35.071,81: Borse di studio (€ 28.287,15) + Tutor aziendale (€ 6.784,66)

Costi rendicontati € 21.478,97

Marotta S.r.l.

Descrizione

Questo periodo di attività è servito per comprendere come i compositi polimerici con rinforzo in fibre naturali possano avere applicazione nel settore che vede la Marotta impegnata storicamente e cioè quello aeronautico. In effetti la ricerca ha evidenziato che non ci sono casi di applicativi maturi e neanche di ricerche in corso. Il fenomeno potrebbe essere spiegato con la radicata cultura aeronautica che vuole l’uso di nuovi materiali e nuovi processi tecnologici, solo dopo che questi hanno subito lunghi e costosi processi di certificazione e qualifica, sostenuti quasi sempre dalle stesse case costruttrici. Pertanto si è convenuto di mirare l’attività di ricerca, orientata sempre a materiali innovativi ed “ intelligenti “, ma anziché guardare il rinforzo del materiale composito, guardare la possibilità di strumentare l’interno del manufatto con sensori che possono controllare la salute del prodotto.

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Questo cambiamento di orientamento della ricerca fa avvicinare l’attività degli addetti, al know-how aziendale e soprattutto alle possibili esigenze dei clienti con i quali storicamente la Marotta intrattiene relazioni industriali. Pertanto si sta pensando a quali prodotti aeronautici potrebbero avere necessità di seguire la loro vita dal di dentro della struttura stessa. Per questo si sono pianificati una serie di incontri con la Magnaghi Aeronautica per approfondire i concetti e confrontare l’idea di progetto.

Obiettivi conseguiti In fase di conseguimento

Risultati raggiunti In fase di raggiungimento

Costi sostenti € 31.058

Costi rendicontati

Powertech S.r.l.

Descrizione

1) Attività di qualifica per apparati HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning), da installare nella centrale nucleare sita in Mohovce (SK). Il processo di qualifica consiste in attività di test, corredate da relativa documentazione tecnica (programmi e procedure di qualifica). I test simulano gli effetti dei fattori operativi ed ambientali, a cui sono soggetti gli apparati: • Normali condizioni operative • Fattori di invecchiamento, quali temperatura, vibrazioni meccaniche

e cicli di funzionamento • Fattori accidentali, quali terremoti

2) Modellazione mediante metodo agli elementi finiti (FEM), della

piattaforma di trasporto per munizione OTOMAT MK2 BLOCK IV, originariamente destinata ad altro programma. L’obiettivo è stabilire la conformità, secondo le prescrizioni della specifica tecnica, ai nuovi carichi di progetto: • Accelerazioni dovute al trasporto su nave, strada, rotaia ed aereo • Shock • Accelerazioni statiche


1) Implementazione delle seguenti attività: • Preparazione della documentazione tecnica • Identificazione del set di apparati, rappresentativo della completa

lista di fornitura • Organizzazione dei test sismici ed ambientali

2) L’attività ha permesso di individuare:

• l’idoneo tipo di ammortizzatori a cavo metallico, tale da limitare l’effetto sulla munizione delle sollecitazioni meccaniche a cui la

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piattaforma viene sottoposta durante il trasporto ed il maneggio • la distribuzione degli stress, a cui la piattaforma è soggetta, sulla

base dei carchi della specifica tecnica

Risultati raggiunti

1) La documentazione tecnica è attualmente al vaglio del CESI, che ne cura l’emissione ufficiale.

2) L’analisi ha evidenziato l’inadeguatezza del tipo di shock absorber, di

cui la piattaforma era inizialmente dotata. Gli stessi sono, infatti, risultati soggetti ad una deformazione non ammissibile.

Costi sostenuti € 6.200,00

Costi rendicontati

Identificazione e descrizione obiettivi e risultati raggiunti linea di azione II: attività di formazione Università degli Studi di Napoli Federico II – DICMAPI

Descrizione

L’attività di formazione avvenuta nell’ambito di percorsi di dottorato ha riguardato:

1) il miglioramento delle prestazioni e, quindi, delle potenzialità di impiego di sistemi nano caricati a matrice polimerica;

2) verifica delle potenzialità di nuove resine termoindurenti epossidiche ricavate da fonti rinnovabili.

Nel primo caso l’attività di ricerca finora svolta nel corso del dottorato è stata principalmente focalizzata sull’accertamento e quantificazione dei contributi delle dinamiche delle nanoparticelle all’interno della fase polimerica, oltre che sulla comprensione delle correlazioni struttura-morfologia. In particolare, è stato condotto uno studio approfondito dei fenomeni di flocculazione e formazione di network tridimensionali delle nanoparticelle al’interno della matrice polimerica, sia in sistemi monofasici che bifasici. Alla luce dei risultati ottenuti per i sistemi a singola fase polimerica, è stato affrontato anche lo studio delle dinamiche di nanoparticelle in matrici polimeriche immiscibili. In particolare, l’assembly di nanoparticelle lamellari in una miscela con morfologia goccia- matrice è stato studiato combinando misurazioni viscoelastiche e analisi morfologiche, confrontando i risultati con un sistema di riferimento avente su matrice singola. In questo modo, è stato possibile evidenziare l'effetto sulle dinamiche e sul processo di assembly della presenza di interfacce polimero-polimero in cui le particelle sono inclini a raccogliersi. Infine l’interesse della ricerca è stato rivolto a chiarire se sono le particelle che governano la morfologia della miscela o sono, invece, le evoluzioni strutturali dei fluidi a dettare la disposizione spaziale del riempitivo. Un altro aspetto affrontato durante la ricerca svolta è la difficoltà della dispersione delle nanocariche in matrici polimeriche, con particolare riferimento a nanotubi di carbonio (CNT) e nanoparticelle di ossido di zinco

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(ZnO). Nel primo caso, è stata studiata la disperdibilità di nanotubi di carbonio non funzionalizzati chimicamente in una matrice polimerica, focalizzando l’attenzione sul ruolo della morfologia e della struttura degli aggregati primari. Analisi reologiche e di spettroscopia dielettrica sono state eseguite al fine di valutare accuratamente la qualità della dispersione di due sistemi nanocompositi contenenti CNT con caratteristiche differenti. In aggiunta, sono state valutate alcune proprietà macroscopiche del nanocomposito, come la stabilità termica e le proprietà meccaniche, al fine di verificare che la maggiore disperdibilità di una tipologia di CNT non fosse stata aggiunta a scapito dell'integrità dei singoli nanotubi e, quindi, delle performances globali del materiale. Nel secondo caso, invece, è stata indagata l'efficienza di un nuovo approccio per la dispersione di nanoparticelle idrofile (ZnO) all'interno matrici polimero idrofobo è indagato. In dettaglio, è stata sviluppata una procedura che prevede la permeazione di una sospensione di nanoparticelle all'interno di una matrice di microporosa, ottenuta mediante estrazione selettiva di una fase sacrificale da una miscela polimerica con morfologia co-continua. Un sistema ottenuto mediante tradizionale miscelazione da fuso è stato utilizzato come riferimento. Per quanto riguarda il percorso di dottorato relativo allo sviluppo di nuove matrici termoindurenti ricavate da fonti rinnovabili, l’interesse è stata dedicato all’impiego di olio di lino epossidato commerciale per la realizzazione di nuove matrici epossidiche per compositi magari rinforzati con fibre e/o tessuti naturali per ottenere biocompositi. L’attività ha compreso la messa a punto del ciclo di cura dell’olio di lino epossidato in presenza di un’anidride tetraidroftalica (induritore) e di imidazolo (catalizzatore) e la caratterizzazione dei primi prodotti specialmente in termini di proprietà termiche e meccaniche. L’analisi è stata estesa a compositi comprendenti la stessa matrice rinforzata con un tessuto di cotone.


1. Ampliamento delle potenzialità di impiego di nanocompositi polimerici mediante il controllo di aspetti morfologici e strutturali derivanti dalle dimensioni nanometriche del riempimento.

2. Verifica delle potenzialità di resine termoindurenti ottenute a partire da olio di lino epossidato.

Risultati raggiunti

Per sistemi monofasici, analizzando una vasta gamma di sistemi nanocompositi polimerici, è stata proposta una descrizione unificante della loro viscoelasticità, indipendentemente dalla natura delle nanoparticelle e dal grado di interazione polimero-filler. In particolare, il modello prevede la descrizione dell’intera viscoelasticità del nanocomposito mediante l’individuazione di due singoli contributi, uno elastico dovuto alle particelle ed uno viscoso dovuto alla matrice polimerica. La validazione dell’approccio proposto è stata ottenuta mediante la costruzione di curve maestre del modulo elastico di campioni a diversa composizione. Evidenze sperimentali hanno dimostrato che le particelle, ancorate alla fase polimerica dispersa, perdono la loro peculiare mobilità nel fuso polimero fuso e, d'altra parte, influenzano radicalmente la morfologia della miscela, inducendo gocce di forma irregolare e fenomeni di clustering anche in caso di parziale copertura della superficie della goccia. Tuttavia, superato il contenuto di carica necessario per la saturazione dell'interfaccia disponibile, si forma un network tridimensionale di nanoparticelle che, nonostante l'

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incorporamento della fase polimerica a gocce, presenta le stesse caratteristiche di quelli che formano in mezzi omogenei , consentendo l'uso di approcci concepiti per sistemi con matrice monofasica. Per i sistemi caricati con nano tubi di carbonio (CNT) o nano particelle idrofile di ossido di zinco (ZnO), misure reologiche e dinamico-meccaniche hanno rivelato una buona qualità della dispersione della carica nonostante la distribuzione non uniforme su scala micrometrica. Quest'ultima, tuttavia, può essere opportunamente sfruttata per minimizzare il contenuto di riempitivo necessario per raggiungere un certo miglioramento delle proprietà del materiale o per progettare compositi polimerici nanostrutturati con una morfologia prescritta. 1. G. Filippone, M. Salzano de Luna. A Unifying Approach for the Linear

Viscoelasticity of Polymer Nanocomposites. Macromolecules 2012, 45, 8853–8860.

2. M. Salzano de Luna, L. Pellegrino, M. Daghetta, C.V. Mazzocchia, D. Acierno, G. Filippone. Importance of the morphology and structure of the primary aggregates for the dispersibility of carbon nanotubes in polymer melts. Composites Science and Technology 2013, 85, 17-22.

3. M. Salzano de Luna, M. Galizia, J. Wojnarowicz, R. Rosa, W. Lojkowski, C. Leonelli, D. Acierno, G. Filippone. Dispersing Hydrophilic Nanoparticles in Hydrophobic Polymers: HDPE/ZnO Nanocomposites by a Novel Template-Based Approach. Express Polymer Letters 2014, 5, 362-372.

4. G. Filippone, A. Causa, M. Salzano de Luna, G. Sanguigno. Assembly of plate-like nanoparticles in immiscible polymer blends – Effect of the presence of a preferred liquid-liquid interface. Soft Matter 2014, DOI: 10.1039/C3SM52995A.

Riguardo allo studio di nuove resine termoindurenti a partire da fonti rinnovabili, i risultati finora ottenuti hanno mostrato che il materiale in questione offre prestazioni confrontabili con quelle di una resina epossidica bi funzionale curata nelle stesse condizioni, consistenti in un protocollo ottimizzato in un periodo complessivo di circa due ore e trenta minuti. L’introduzione del tessuto di cotone comporta un leggero aumento del modulo “vetroso” ed un incremento ancor maggiore del modulo “gommoso” (≈ 90%), effetto del rinforzo stesso. Nelle stesse condizioni di cura per la resina pura e il materiale composito, questo comportamento è evidenziato anche da un aumento della temperatura di transizione vetrosa di circa il 25% (approssimativamente 30°C) ed una riduzione della capacità di smorzamento del composito, rispetto alla sola matrice, di circa il 40%.

Costi sostenuti

Costi rendicontati

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Università degli Studi di Napoli “Federico II” – DIST

Descrizione

Attività 2.2: Diffondere le conoscenze acquisite e i risultati ottenuti nell’ambito del Progetto MASTRI nel campo dei nuovi materiali e nuove tecnologie per le costruzioni, durante i corsi del Master di II livello in "Emerging Technologies for Construction".


Attività 2.2: I risultati ottenuti nell’ambito del Progetto MASTRI nel campo dei nuovi materiali e nuove tecnologie per le costruzioni sono stati oggetto di alcuni dei corsi avanzati del Master di II livello in "Emerging Technologies for Construction", avente sede amministrativa presso il Dipartimento e svolto in collaborazione con le Università della California a Berkeley, la Missouri University of Science and Technology, l’Istituto Indiano di Tecnologia di Madras e l’Università di Bristol. Alcuni partecipanti alla rete MASTRI (Tecnosistem, Strago, Isolgomma, Boviar, Powerflex) fanno parte del Comitato di Indirizzamento del Master. Il Master è organizzato in modo da prevedere obbligatoriamente una fase d'aula all'estero presso una delle università partner, nonchè un periodo obbligatorio di tirocinio presso una delle aziende partner.

Risultati raggiunti

Il Master di II livello in "Emerging Technologies for Construction", la cui prima edizione ha ricevuto il riconoscimento di Master di eccellenza a forte carattere internazionale, ha avuto No. 9 partecipanti nella seconda edizione 2011/2012: Nandyala Ravi Kiran, Jayavarapu Meher Srinivasa Naveen Chandra, Patriciello Michele, Toranj Zard Mohammad Mohsen, Toscano Giovanni, Fico Luigi, Galli Vittoria, Giustino Giulia, Losanno Daniele. Dei nove partecipanti, due sono di nazionalità indiana e uno di nazionalità iraniana. Inoltre, tre partecipanti di nazionalità italiana hanno trascorso un periodo all’Università della California a Berkeley.

Costi sostenuti

Costi rendicontati

Universita' degli Studi di Napoli "Federico II" – Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell’Informazione

Descrizione

Il tema di carattere generale previsto dal programma era: Sintesi di protocolli ed algoritmi di elaborazione e fusione dati eterogenei e ridondanti provenienti dal sistema di monitoraggio. Effetti della non idealità dei canali di comunicazione nelle reti di sensori sulle prestazioni statiche e dinamiche degli algoritmi cooperativi. In particolare nell’attività di formazione si sono perseguiti i seguenti obiettivi sinteticamente di seguito descritti:

• Analisi dello stato dell’arte sui problemi di sincronizzazione in reti a topologia dipendente dallo stato;

• Analisi dello stato dell’arte sulla modellistica di reti complesse

attraverso metodi per la riduzione di modello (model reduction) e sintesi di algoritmi di controllo distribuito per la sincronizzazione e il consenso di reti di sistemi lineari e nonlineari.

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Obiettivi conseguiti Promozione di attività di formazione sulle tematiche descritte: seminari in corsi di laurea magistrale e in corsi di dottorato di ricerca.

Risultati raggiunti Rafforzamento e sviluppo del capitale umano attraverso la formazione di nuove figure professionali di tipo tecnico-scientifico sulle tematiche in oggetto.

Costi sostenuti 2 borse Dottorandi cofinanziati per 1/3 dall’Università Federico II: erogate al 32/12/13 20 mensilità complessive) mobilità di uno studente: circa € 2000

Costi rendicontati

Seconda Università degli Studi di Napoli

Descrizione Materiali Multifunzionali e Dispositivi e Sensori Innovativi

Obiettivi conseguiti Sono state sviluppate tecniche e nuovi dispositivi elettronici per sensori

Risultati raggiunti

Sono stati pubblicati diversi lavori su riviste internazioni e depositati diversi brevetti. Elenco Pubblicazioni scientifiche/brevetti Pubblicazioni su rivista:

1. Rubino L., Guida B., Marino P., Cavallo A., Boost full bridge bidirectional DC/DC converter for supervised aeronautical applications, 2011, IEEE T IND ELECTRON, pp. 2690-2695;

Conferenze:

1. Rubino L., Guida B., Liccardo F., Marino P., Cavallo A., Buck-Boost DC/DC converter for aeronautical applications, 2010, IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bari (Italy).

2. Guida B., Rubino L., Marino P., Cavallo A., Implementation of control and protection logics for a bidirectional DC/DC converter, 2010, IEEE International Symposium on Industrial Electronics;

3. Rubino L., Guida B., Marino P., Cavallo A., On the selection of optimal turns ratio for transformers in isolated DC/DC boost full bridge converter, 2010, 20th IEEE International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion.

Brevetti: 1. Guida B., Rubino L., Marino P., Cavallo A., Di Donna L., Anastasio

V., Buck-boost mode switching method for a DC-AC converter, n. 11168742.2;

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2. Guida B., Rubino L., Marino P., Cavallo A., Di Donna L., Anastasio V., DC-AC converter and associated driving method, n. 11168741.4

Costi sostenuti € 51.016/82 (Guida)

Costi rendicontati € 51.016/82 (Guida)

Università degli Studi di Salerno

Descrizione Le attività di formazione del presente progetto (ASSE IV linea di azione II), sono state condotte nell'ambito del dottorato in Ingegneria Chimica e hanno riguardatole attività 1.1 e 1.3.


Asse IV (Att. 1.1 Materiali A) Iniziata nel gennaio 2011, al 31 dicembre 2013 si è conclusa l’attività di una borsa di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Chimica • “Miglioramento della sicurezza degli aeromobili per mezzo di strutture avanzate e nanocariche protettive”, dottorando Marialuigia Raimondo. La Dott.a Marialuigia Raimondo ha prodotto 1 tesi di Dottorato in Ingegneria Chimica, in cui ringrazia il progetto Mastri in press Asse IV (Att. 1.3 Materiali C) Iniziata nel gennaio 2011, al 31 dicembre 2013 si è conclusa l’attività di una borsa di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Chimica • “Ottimizzazione dei parametri di processo per la preparazione di film di grafene di elevata qualità su larga scala”, dottorando Claudia Cirillo La Dott.a Claudia Cirillo ha prodotto 1 tesi

AVVISO PUBBLICO PER IL FINANZIAMENTO DELLO SVILUPPO DI RETI DI...

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