Descrizione del progetto
Ripensare le interfacce materiali per la sostenibilità
I componenti ingegneristici spesso si basano sulla combinazione di materiali diversi, come le pellicole metalliche su polimeri, essenziali per l’imballaggio degli alimenti, l’isolamento dei satelliti e i display flessibili. Tuttavia, le interfacce tra questi strati sono legami deboli, soggetti a problemi a causa di proprietà non corrispondenti. L’aumento dell’adesione può migliorare la durata, ma ostacola la riciclabilità, una sfida critica per la sostenibilità. In questo contesto, il progetto InterBond, finanziato dal CER, si propone di rivoluzionare la progettazione delle interfacce con «interfacce programmabili» che garantiscano una forte adesione durante l’uso, ma che consentano un distacco controllato quando necessario. Integrando inneschi come le nanoparticelle metalliche per la delaminazione mirata, il progetto costituisce un’innovazione su scala nanometrica per i compositi a film sottile sostenibili. Questa ricerca potrebbe trasformare i compositi polimero-metallo in materiali riciclabili e ad alte prestazioni per diverse applicazioni tecniche.
Obiettivo
The combination of different materials is often key to the functionality of engineering components. For instance, metal films on polymers are omnipresent composite materials, from food packaging to satellite insulation and flexible electronic displays. Thereby, interfaces are often the weakest link, associated with dissimilar physical properties of adjacent layers or joining parts. A common strategy to prevent interface failure is enhancing adhesion. However, strong (inseparable) interfaces limit recyclability, an aspect largely neglected yet. Novel interface design could change this situation. This proposal outlines a research program to establish new scientific principles for the nanoscale design of innovative “programmable interfaces” with reliable adhesion in use and thereafter “debonding upon request”, aiming at a new generation of reliable and recyclable sustainable thin film composite devices.
Recent work of the PI on naturally well-adhering Al on Polyimide (adhesion energy Γ=40 Jm-2) suggests how unique benefits can be mimicked artificially for weak systems (2 Jm-2) via molecular layers (Al-O-C Alucones) deposited at the interface. The PI hypothesizes that inseparability of metallization and substrate can be solved by incorporated “triggers” for controlled degradation and delamination in conditions beyond those of standard use, e.g. via local heating at the interface by optical excitation of metallic nanoparticles.
”InterBond” shall combine a) fabrication of inorganic-organic model interfaces with triggerable degradation mechanisms, b) in-situ testing of interface strength in service/trigger conditions and c) physical modelling of structural integrity as a function of material combination and architectural design. This research program will focus on interfaces in metal films on polymer, yet the outcomes should apply to lightweight polymer matrix composites with metallic or ceramic fillers, leading the path to sustainable materials for technical applications.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG
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HORIZON-ERC -Istituzione ospitante
8700 Leoben
Austria