Dissertations / Theses: 'INGEGNERIA E SCIENZA DEI MATERIALI'

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Riderelli, Luca. "Applicazione di cementi fotocatalitici nelle opere di ingegneria civile." Doctoral thesis, Università Politecnica delle Marche, 2013. http://hdl.handle.net/11566/242558.

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Abstract:

Nell’ambito della realizzazione di opere di ingegneria civile, quali edifici, reti stradali in un contesto di tessuto connettivo urbano e non, l’impiego di cementi fotocatalitici si colloca nel contesto attuale in cui è necessario coniugare esigenze di valorizzazione del patrimonio esistente e di nuova edificazione con le problematiche derivanti dall’inquinamento e di durabilità anche estetica. Attraverso il processo fotocatalitico si è in grado di ridurre le concentrazioni di inquinanti fotochimici in aria, mantenere le superfici pulite, bianche nonché attive nella cattura e nello smaltimento di composti sotto forma di sali dilavati. Di qui la scelta di abbinare alle consuete caratteristiche di impiego di un cemento tradizionale le proprietà derivanti dal processo ossidativo fotocatalitico, nel sincretistico approccio dell’impiego di cementi additivati con TiO2. Le possibili applicazioni comprendono numerose opere di ingegneria civile. Le realizzazioni su cui si è indagato hanno coinvolto la messa a punto, dapprima, di miscele di calcestruzzo drenante con cemento fotocatalitico, con aggregati naturali e/o riciclati, per pavimentazioni stradali e la realizzazione di provini per lo studio in laboratorio di fotocatalisi. Si è quindi proceduto a studiare applicazioni in campo prova di calcestruzzo drenante e calcestruzzo drenante fotocatalitico, di materiali fotocatalitici, tra cui un rasante e pitture, per l’applicazione su superfici in ambiente outdoor ed indoor, quali su pareti di una galleria stradale, di prodotti fotocatalitici per la applicazione a freddo su pavimentazione, in particolare, di tipo autostradale. Per quanto concerne la messa a punto delle miscele, il calcestruzzo drenante è stato oggetto di studio in laboratorio calcestruzzi per il raggiungimento di adeguate proprietà meccaniche ed idrauliche di permeabilità, nonché sono state analizzate le proprietà in termini di abbattimento di inquinanti organici ed inorganici, attraverso prove in modalità plug-flow, seguendo la attuale normativa italiana aggiungendo tuttavia prove realizzate in modalità batch, proponendo un modello per la caratterizzazione dei materiali e dei campioni provenienti da opere realizzate con cementi fotocatalitici attraverso parametri cinetici e di adsorbimento. Sono stati condotti studi sull’analisi per immagini, approfondendo le indagini tramite scansioni in 2D e 3D, dimostrandone l’utilità di impiego. Relativamente agli studi su grande scala, sono state progettate e verificate metodologie di lavoro atte a monitorare, isolare, indagare i parametri ritenuti fondamentali nello studio di applicazioni di questo tipo. Si presentano i risultati di realizzazioni e monitoraggio relativi ad una pavimentazione realizzata in calcestruzzo drenante fotocatalitico, rivestimenti per gallerie, applicazione di prodotti su pavimentazione autostradale.
In civil engineering works, such as realization of new buildings and road networks, the application of photocatalytic cement is functional to the aesthetic conservation and to the abatement of pollutant concentrations, both for existent constructions and for new ones. Photocatalytic process allows to reduce concentrations in air of photochemical pollutants and to keep the surface white and clear. Also, it is capable to capture and dispose of compounds as innocuous salts. For these reasons, taking into account the joint of oxidative photocatalytic process and traditional cement turns to be useful in application of cement with the admixture of TiO2. A wide and significant contribution can be given to the environmental aspects among sustainable constructions. On the one hand, pervious concrete mix design and photocatalytic pervious concrete, mortars and paints specimens were tested in laboratory in order to evaluate the mechanical characteristics and photocatalytic activity. Pervious concrete pavements were studied for the realization as road infrastructures, also replacing natural aggregate with recycled ones. On the other hand, pervious concrete and photocatalytic pervious concrete were tested on field. Their activity and capability to drain water were verified. An experimental research was carried out inside a highway tunnel painted with photocatalytic coatings: paints and a coat. Photocatalytic coatings and grout were applied to highway road surface, on field. Environmental properties of photocatalytic pervious concrete were tested considering the abatement of organic and inorganic compounds in plug-flow tests, as recommended by Italian regulations. Batch tests and a related model are proposed for the characterization of photocatalytic materials by kinetic and adsorption parameters. Analyses on images, 3D and 2D scans were run. Their results are extremely useful for evaluating materials’ surfaces, referring to the high specific surfaces and corresponding depollution performances of this concrete. Finally, monitoring systems were designed and verified in order to study and evaluate the proper parameters which are considered to be the ones that control applications on field. Results from applications and monitoring systems of a photocatalytic concrete pavement, a tunnel and a highway pavement are showed.

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2

GEOMETRANTE, RAFFAELLA. "MATERIALI DA COSTRUZIONE, RESTAURO E RELATIVE TECNICHE DI INDAGINE NON DISTRUTTIVE." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2001. http://thesis2.sba.units.it/store/handle/item/12197.

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Abstract:

1999/2000
La ricerca per l'edilizia ha sempre avuto sviluppi difficili e controversi, specialmente per quella ancora distante da immediate applicazioni produttive e commerciali; tuttavia esiste una tendenza verso studi rivolti alla caratterizzazione e al comportamento dei materiali. Nel campo dei nuovi materiali e delle possibili mescolanze tra materiali diversi in uno stesso elemento, la ricerca sembra essersi rapidamente spostata da un puro studio di miglioramento delle prestazioni di tipo meccanico o dell'estensione dell'affidabilità, a concetti di prodotto tendenti ad offrirsi come semi-componenti e componenti edilizi, o come manufatti evoluti. Le soluzioni composite sono sempre esistite in edilizia in una vasta ricchezza di casi; vi è quindi una predisposizione degli operatori ad accettare formule e sequenze operative diverse per la costruzione di parti rilevanti degli edifici. In questo senso, con i materiali compositi si amplia prevalentemente il mercato dei possibili utenti della moderna tecnologia, estendendo la possibilità di scelta, anche migliorativa, rispetto alle prestazioni mediamente offerte dai materiali tradizionali. Dagli anni '70 fino ad oggi si sono aperte fondamentalmente due strade per migliorare le prestazioni dei componenti cementizi: l'impiego di fibre di rinforzo e l'impregnazione con polimeri organici. In Italia stanno riscuotendo particolare interesse i calcestruzzi e le malte fibrorinforzati in quanto l'esperienza finora acquisita ha già dimostrato il contributo del rinforzo fibroso in funzione del tipo di composito cementizio. Tra gli sviluppi futuri delle fibre e del relativo composito sono ipotizzabili i seguenti affinamenti: nuovi tipi di fibre polimeriche con caratteristiche modificate; variazione della geometria e della morfologia delle fibre; trattamenti superficiali; messa a punto di miscele contenenti fibre e additivi di lavorazione; sviluppo di nuove tecniche di produzione dei manufatti. Particolarmente interessante risulta essere l'utilizzazione delle fibre quale rinforzo di materiali cementizi. Infatti, la necessità di studiare e sperimentare innovativi materiali fibrorinforzati per l'edilizia nasce da richieste del mercato edile ben precise e sempre più insistenti, mirate al superamento del vincolo del peso e al conseguimento di livelli prestazionali sempre più elevati tali da consentire, a progettisti e produttori di manufatti, la realizzazione di soluzioni sempre più innovative e funzionali. Non va, inoltre, dimenticato che da quando l'asbesto è stato bandito dal mercato (1992), la necessità di trovare una tecnologia alternativa ad un prodotto così ampiamente utilizzato ha ulteriormente incentivato la ricerca verso un materiale fibroso alternativo, atossico e non nocivo per la salute dell'uomo. Alla luce di queste considerazione e richieste specifiche, il Dottorato di Ricerca di in Ingegneria e Scienza dei Materiali del XIII ciclo è stato intrapreso con l'esplicito obiettivo di acquisire una conoscenza approfondita ed aggiornata delle problematiche relative ai materiali a base cementizia fibrorinforzati. Questo lavoro va ad inserirsi all'interno di un contesto sperimentale in cui fortissima è la necessità di definire, quanto prima, le linee guide di riferimento per la produzione, l'applicazione e l'utilizzo di malte e calcestruzzi fibrorinforzati. Infatti, tutta la catena produttiva che va dal confezionatore dei premiscelati all'utilizzatore finale deve essere ripensata ed adeguata alle nuove esigenze. Vista la vastità dell'argomento, è stato inizialmente indispensabile intraprendere un'estesa ricerca bibliografica che ha permesso di delineare un preciso e dettagliato stato dell'arte dei materiali fibrorinforzati a base cementizia. Quindi, si è focalizzata l'attenzione sulle fibre polimeriche e fra queste hanno suscitato il maggior interesse quelle in PV A- Poli(Vinil Alcool). Ci si è orientati verso questa scelta poiché, fino a questo momento, i risultati ottenuti utilizzando questo tipo di fibre, sono stati decisamente incoraggianti, ancorché i margini di miglioramento risultino notevoli. Infatti, materiali cementizi rinforzati con fibre di PV A potrebbero potenzialmente costituire un'alternativa alla tecnologia che faceva uso di fibre di asbesto, dal momento che garantiscono non solo un prodotto atossico e non nocivo per la salute dell'uomo ma anche un comportamento meccanico potenzialmente buono. Durante lo svolgimento di questa ricerca, non ci si è dedicati esclusivamente alla caratterizzazione e alla sperimentazione dei materiali cementizi fibrorinforzati ma, parallelamente, si è deciso di affrontare il problema della durabilità di tali prodotti; infatti, si è ritenuto limitato uno studio, seppur approfondito, di tutti quegli aspetti precedenti alla messa in opera di un materiale, senza valutare poi il degrado a cui queste applicazioni potrebbero andare incontro. Questi materiali, sia che vengano utilizzati per il miglioramento prestazionale di nuove opere (ad esempio pavimentazioni industriali, intonaci, shotcrete etc.) sia che vengano impiegati in ripristini o restauri di strutture degradate, saranno comunque soggetti ad un deterioramento che deve essere conosciuto e controllabile. Se poi, come nel secondo caso, servono a ripristinare una situazione di per sé già ammalorata, allora, la conoscenza delle cause e dello sviluppo del degrado presente sulla struttura preesistente diventa essenziale per un appropriato intervento. Infatti, si deve tenere nella giusta considerazione un'applicazione dei materiali fibrorinforzati che sta riscuotendo un successo sempre crescente: si tratta del recupero, ripristino e restauro non solo di costruzioni in calcestruzzo armato e storicamente recenti, ma anche di monumenti ed edifici storici che, sottoposti ad agenti atmosferici aggressivi, eventi sismici disastrosi o semplicemente a cambiamenti d'uso, necessitano di un intervento duraturo, che non appesantisca la struttura e che non ne trasformi irrimediabilmente la natura e la filosofia costruttiva originaria. Per monitorare correttamente una situazione di degrado e condurre un'indagine diagnostica accurata è indispensabile una conoscenza adeguata dell'applicabilità delle tecniche non distruttive e delle informazioni che da queste si possono ottenere. D'altra parte, una corretta applicazione della metodologia del restauro presuppone una adeguata conoscenza, preliminare al progetto di intervento, dei dati materiali e storici che connotano e denotano la specificità culturale conservativa del manufatto oggetto dell'intervento. Da qui è nata l'esigenza di approfondire tale argomento avviando una complessa indagine sperimentale condotta presso i laboratori dei Dipartimenti di Ingegneria dei Materiali e Chimica Applicata e di Ingegneria Civile dell'Università di Trieste. In questa fase, si è verificato l 'utilizzo, l'applicabilità e l'efficacia di alcune delle più importanti tecniche di indagine non distruttive attualmente impiegate nell'ingegneria civile. Inoltre, si è voluto verificare le potenzialità di queste tecniche quale metodo per la caratterizzazione dei diversi materiali da costruzione. Vista l'importanza rivestita dalla pietra d'Istria nello sviluppo architettonico del nord est italiano, ed in particolare della repubblica di Venezia, un'accurata indagine è stata avviata proprio su questo materiale. Parallelamente sono state effettuate una serie di campagne diagnostiche realizzate in vari cantieri italiani e non (vedi allegato) che hanno permesso di verificare sul campo l'efficacia di questo tipo di prove. I risultati raccolti ed elaborati in questi tre anni sono riportati in questa tesi di Dottorato di Ricerca.
XIII Ciclo
1971
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

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FRANCESCHINIS, ERICA. "SISTEMI ALTERNATIVI PER LA VEICOLAZIONE DI FARMACI IN FORME FARMACEUTICHE ORALI." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2005. http://thesis2.sba.units.it/store/handle/item/13140.

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4

Zanelli, Vincenzo. "Sviluppo di materiali ritardanti di fiamma per usi industriali." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2009. http://hdl.handle.net/10077/3137.

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Abstract:

2007/2008
Gli incendi ogni anno provocano danni ingenti, la morte di numerose persone ed enormi perdite economiche. Analizzando le statistiche si può vedere come il rapporto tra morti soffocati e morti carbonizzati arriva ad essere 5 a 1. L’attributo di ritardante è duplice: ha un valore temporale, cioè indica la possibilità di rallentare lo svilupparsi di fumo permettendo l’azione antincendio e l’evacuazione degli ambienti interessati dall’incendio; ha poi anche un significato spaziale indicando la possibilità di contenere l’incendio nell’ambiente in cui si è sviluppato evitandone il propagarsi. È possibile agire sulla natura dei materiali e degli elementi di separazione tra ambienti in modo che in caso di incendio possano ritardare l’incendio consentendo alle persone di salvarsi. Il presente lavoro di tesi, avente come scopo primo lo sviluppo di sistemi ritardanti di fiamma trasparenti, ha cercato di semplificare le composizioni dei sistemi attualmente usati e sviluppare processi con produttività maggiori di quelle attuali. Sono stati scelti i silicati alcalini idrati, ritenuti i materiali più interessanti a tale scopo dal punto di vista del rapporto prestazioni/prezzo. Inoltre essi sono completamente inorganici e non sviluppano alcuna sostanza tossica durante il riscaldamento, come invece accade per materiali alternativi a base polimerica. Lo studio di differenti composizioni di silicati alcalini e delle loro proprietà tramite tecniche come reometria, spettroscopia Raman, spettroscopia VIS, NMR in bassa risoluzione, ha permesso di ottenere una composizione con proprietà ritardanti di fiamma, testate in scala, che successivamente è stata utilizzata per realizzare un processo alternativo ad elevata produttività.
XXI Ciclo
1974

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5

CUCCU, ALESSIO. "Sviluppo e caratterizzazione di materiali innovativi a base di idrossiapatite e vetro bioattivo." Doctoral thesis, Università degli Studi di Cagliari, 2015. http://hdl.handle.net/11584/266800.

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Abstract:

The difference in purity, particle size, microstructure, and thermo-chemical stability of three commercially available hydroxyapatite powders are found to play an important role during their consolidation using Spark Plasma Sintering (SPS) as well as strongly affect the characteristics of the resulting sintered bodies. A fully dense material without secondary phases was obtained by SPS at 900°C, when using the relatively small sized, with refined grains and high purity powders. The sintered product, consisting of sub-micrometer sized hydroxyapatite grains, displayed optical transparency and good mechanical properties. In contrast, the higher temperature levels (up to 1200 °C) needed to sinter powders with larger particles, or finer ones which contain additional phases, lead to products with coarser microstructures and/or significant amount of β-TCP as a result of HAp decomposition. Optical characteristics, hardness and elastic modulus of the resulting sintered samples are correspondingly worsened. Thanks to the favorable response bioglass materials display during their interaction with biological tissues, they have become one of the most important and investigated class of ceramics for biomedical application. In particular, as a consequence of the several chemico-physical phenomena involved at the glass-physiological fluids interface, a bone-like hydroxycarbonate apatite (HCA) layer is formed on the biomaterial surface, so that a strong bond between the latter one and tissues can be established. It is well known that mechanical and biological properties of bioactive glasses are significantly affected by the relative amounts among the different oxide constituents as well as the sintering conditions adopted to consolidate the initial amorphous powders. One of the most important aspect to consider in this regard is represented by the tendency of the material to crystallize during heat treatments, as the extensive crystallization of the bioglass negatively influence its bioactivity properties. In particular, the onset time for the formation of the HCA layer during glass exposure to a simulated body fluid (SBF) solution is delayed by crystallization.

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6

Ret, Viviana. "Studio sperimentale sulla adesione della vetroceramica a substrati tradizionali ed innovativi in clinica protesica." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2008. http://hdl.handle.net/10077/2754.

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Abstract:

2006/2007
STUDIO SPERIMENTALE SULLA ADESIONE DELLA VETROCERAMICA A SUBSTRATI TRADIZIONALI ED INNOVATIVI IN CLINICA PROTESICA. La protesi fissa è in grado di ripristinare con successo la salute dei tessuti orali con estetica e funzionalità stabili nel tempo. La ceramica, introdotta in odontoiatria da oltre due secoli, con la sua applicazione nella tecnica metallo-ceramica occupa da cinquant’anni una parte preponderante di questa branca dell’odontoiatria protesica; i materiali ceramici infatti sono divenuti sinonimi di estetica, resistenza nell’ambiente orale e biocompatibilità e la loro intrinseca fragilità è stata superata grazie allo sviluppo di sottostrutture di supporto con idonee proprietà meccaniche quali appunto sono le leghe metalliche. Attualmente l’odontoiatria protesica ha ricevuto una forte spinta verso le ricostruzioni ceramiche definite “metal free” o “ceramica integrale” e tra i materiali più innovativi attualmente usati in clinica protesica, spicca la zirconia, un materiale ceramico ad alta resistenza che viene proposto come supporto alternativo al metallo per il rivestimento vetroceramico nei restauri destinati a tutti i settori del cavo orale. La delaminazione del rivestimento vetroceramico è un’evenienza non rara che riguarda tutti i tipi di substrati. Tali fratture pregiudicano la funzione e compromettono l’estetica e trovano soluzione definitiva solo con la sostituzione del manufatto. Con questa tesi di dottorato ci siamo prefissi l’obiettivo di mettere a confronto l’adesione metallo-ceramica e l’adesione zirconia-vetroceramica attraverso lo studio di un numero rilevante di campioni sottoposti ad una serie di prove di laboratorio significative per il confronto preclinico e predittive del comportamento clinico. Sono stati costruiti 195 campioni in metallo-ceramica (lega IPS d.SIGN® 30 Williams Alloy U.S.A., vetroceramica IPS d.SIGN Ivoclar-Vivadent, Liechtenstein) da 13 operatori odontotecnici diversi. I campioni, suddivisi in 15 gruppi diversificati per procedure di fusione-rifinitura della lega e cottura della ceramica, sono stati sottoposti a test flessione a tre punti secondo normativa UNI-ISO 9693 [1], seconda edizione aprile 2001; le superfici di distacco sono state esaminate al microscopio elettronico a scansione. Successivamente sono state eseguite analisi profilometrica e prove di microdurezza su superfici della stessa lega con diversa rifinitura superficiale. Sono stati inoltre costruiti 25 campioni in zirconia (Zirkonzahn®, Brunico (Bz), Italy) sui quali è stato applicato uno strato di vetroceramica compatibile (Ice Zirkon Keramic, Zirkonzahn® Bz-Italy) con tecnica di stratificazione tradizionale analogamente ai campioni metallici, per essere sottoposti a prove di taglio. Le superfici di distacco sono state successivamente esaminate al SEM e sottoposte ad analisi EDX e spettroscopia Raman. I risultati di questa ricerca dimostrano la validità del legame metallo-ceramico con una lega Co-Cr indipendentemente dalla manualità dell’operatore (40,15±9,28 MPa media complessiva) evidenziandone però la componente micromeccanica come già riportato in letteratura (Hammad IA e Stein RS, 1990; Lubovich RP e Goodkind RJ, 1977; Barghi JN et al., 1987); di questo aspetto gli operatori devono tener conto: nella lavorazione delle leghe di base per ricostruzioni di protesi fissa l’attenzione andrà posta al massimo rispetto dei trattamenti superficiali che precedono l’applicazione della ceramica. L’adeguata forza di adesione tra metallo e ceramica è stata determinata dalla normativa ISO quando il distacco avviene sopra ai 25 MPa mentre una adeguata forza di adesione per i sistemici totalmente ceramici non è stata ancora definita (Al-Dohan HM et al., 2004). L’introduzione della zirconia quale materiale ceramico per la costruzione di sottostrutture per protesi fisse ha posto l’attenzione sulla difficoltà a realizzare un valido legame con i rivestimenti ceramici in uso. L’ittria-zirconia presenta un modulo di elasticità di 220 GPa (come la lega Co-Cr) ed offre una resistenza a flessione che varia a seconda dei sistemi di produzione tra 800 e 1200 MPa, la più alta tra le sottostrutture ceramiche, ed è ritenuta idonea a ricostruzioni anche nei settori posteri per ponti di più elementi (Raigrodski AJ, 2004). I nostri risultati sull’adesione tra un supporto in ittria-zirconia e il rivestimento di vetroceramica compatibile hanno riportato una media di 29,53 MPa (±13,97) mostrando un comportamento in linea con i dati della letteratura per lo stesso tipo di materiali e tecnica di costruzione (Al-Dohan HM et al., 2004; Aboushelib MN et al., 2005). Se confrontiamo questi valori con i sistemi in metallo-ceramica è evidente che molti campioni non superano il limite minimo indicato di 25 MPa soprattutto a causa della rottura a basso carico a livello della vetroceramica probabilmente a causa di difettosita' interne (bolle e porosità). Emerge pertanto la grande importanza dell’applicazione della ceramica che, come riportato dalla letteratura (Dundar M et al., 2007), richiede una grande attenzione tecnica poiché in grado di influenzare pesantemente il risultato finale, soprattutto in un sistema “delicato” come quello zirconia-vetroceramica che dimostra in generale valori di adesione più bassi rispetto ai sistemi metallo-ceramici. Bibliografia: 1: UNI EN ISO 9693 “Sistemi per restaurazioni dentali di metallo-ceramica” Norma Italiana Seconda Edizione Aprile 2001 Aboushelib MN, de Jager N, Kleverlaan CJ. Microtensile bond strength of different components of core veneered all ceramic restorations. Dent Mater 2005; 21, 984-991. Al-Dohan HM, Yaman P, Dennison JB, Razzoog ME, Lang BR. Shear strength of core-veneer interface in bi-layered ceramics. J Prostht Dent 2004;91:3439-55 Barghi N, McKeehan Whitmer M, Aranda R. Comparison of fracture strength of porcelain-veneered to high noble and base metal alloys. J Prosthet Dent 1987; 57: 23-25. Dundar M, Ozcan M, Gokce B, Comlekoglu E, Leite F, Valandro LF. Comparison of two bond strength testing methodologies for bilayered all-ceramics. Dent Mater 2007; 23(5):630-6 Hammad IA, Sheldon Stein R. A qualitative study for the bond and colour of ceramometals. Part I. J Prosthet Dent 1990; 63, 643-53. Lubovich RP, Goodkind RJ. Bond strength studies of precious, semiprecious and nonprecious ceramic-metal alloys with two porcelains. J Prosthet Dent 1977; 37, 3: 288-99. Raigrodski AJ. Contemporary materials and technologies for all-ceramic fixed partial dentures: A review of the literature. J Prosthet Dent 2004;92,:557-62.
XIX Ciclo
1972

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7

Crevatin, Andrea. "A novel approach to the experimental study of thermoplastic composities fatigue behaviour." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2009. http://hdl.handle.net/10077/3135.

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Abstract:

2007/2008
Si tratta della messa a punto di un nuovo metodo di indagine per la descrizione del comportamento a fatica di materiali plastici compositi. Il lavoro è stato completato con la formulazione di un modello matematico in grado di descrivere il comportamento dei materiali.
XXI Ciclo
1973

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8

Favretto, Stefano. "Applications of x-ray computed microtomography to material science: devices and prespectives." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2008. http://hdl.handle.net/10077/2756.

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Abstract:

2006/2007
The three-dimensional visualization of the inner microstructural features of objects and materials is an aspect of relevant interest for a wide range of scientific and industrial applications. X-ray computed microtomography (μ-CT) is a powerful non-destructive technique capable to satisfy these needs. Once the complete reconstruction of the sample is available, a quantitative characterisation of the microstructure is essential. Through digital image processing tools, image analysis software or custom developed algorithms, it is possible to obtain an exhaustive geometrical, morphological and topological description of the features inside the volume, or to extract other particular parameters of interest (e.g. porosity, voids distribution, cell size distribution, average struts length, connectivity between the cells, tortuosity). This thesis was carried out at the third-generation Elettra Synchrotron Radiation Facility (Trieste, Italy), where a hard X-ray imaging beamline is available. The experience developed at this beamline has leaded scientists to design a complementary state-of-the-art μ-CT facility based on a micro-focus X-ray source, working both in absorption and phase contrast mode. In this dissertation a detailed description of this facility is given together with a rigorous characterization of the imaging system capabilities, in terms of the actual achievable spatial resolution, in order to optimize the working parameters for the different experiments. The main artefacts that concur to the degradation of the quality of the reconstructed images have been considered (e.g. beam hardening effects, ring artefacts, uncertainness associated with the cone-beam geometry): procedures are presented in order to eliminate, or at least to reduce, the causes of these artefacts. The aspects related to the digital image processing of the reconstructed data are intensively developed in this study: appropriated methodologies have been elaborated capable to deal with the different three-dimensional data of complex porous media, providing a correlation between the microstructure and the macroscopic behaviour of the observed materials. Three representative examples obtained with the described methods are used to demonstrate the application of μ-CT, combined with the developed image processing tools, to material science: the geometrical and morphological characterisation of polyurethane foams employed in the automotive industry due their vibro-acoustic properties; a new approach to characterize the resonance spruce wood microstructure in order to study its acoustical behaviour; finally, the possibility of revealing defects in hybrid-friction stir welded aluminium joints, guiding the optimization of the process parameters.
La visualizzazione tridimensionale della struttura interna di oggetti e materiali costituisce un aspetto di notevole interesse per una ampia gamma di applicazioni scientifiche ed industriali. La microtomografia computerizzata a raggi X (μ-CT) rappresenta una potente tecnica di indagine adeguata a soddisfare tali richieste. Una volta completata la ricostruzione del campione in esame, è essenziale poter fornire una caratterizzazione quantitativa della microstruttura evidenziata. Attraverso gli strumenti messi a disposizione dalle moderne tecniche di analisi di immagine, per mezzo di software dedicati o algoritmi personalizzati, è possibile ottenere una descrizione esaustiva della geometria, morfologia e topologia degli elementi microstrutturali presenti, che consenta l’estrazione dei parametri di interesse per la particolare applicazione (porosità, distribuzione dei vuoti, dimensione degli elementi, lunghezze caratteristiche, grado di interconnessione, tortuosità etc.). Il presente lavoro di tesi è stato svolto presso il laboratorio di luce sincrotrone di terza generazione Elettra (Trieste, Italia), dove è disponibile una linea sperimentale dedicata all’imaging con raggi X duri. L’esperienza acquisita da parte dei ricercatori di questa linea ha consentito poi la progettazione di una stazione per μ-CT complementare, allo stato dell’arte e basata su una sorgente di radiazione a microfuoco, capace di operare con modalità di raccolta delle immagini sia in assorbimento sia in contrasto di fase. In questa tesi viene fornita una dettagliata descrizione della stazione, accompagnata da una rigorosa caratterizzazione del sistema impiegato per l’acquisizione e la ricostruzione delle immagini, in termini di risoluzione spaziale raggiungibile, così da consentire l’ottimizzazione dei parametri critici di lavoro nelle differenti condizioni sperimentali. Vengono poi presi in considerazione i principali artefatti che contribuiscono al deterioramento della qualità delle immagini ottenute (come il beam hardening, gli artefatti ad anello, gli artefatti legati all’incertezza geometrica associata al fascio conico etc.): vengono quindi proposti dei metodi per l’eliminazione, o almeno la riduzione, delle cause che li determinano. Nella tesi inoltre sono sviluppati in maniera approfondita gli aspetti connessi al trattamento dei dati digitali raccolti: sono state infatti elaborate delle metodologie appropriate, capaci di trattare i diversi tipi di dato provenienti dall’analisi di mezzi porosi, determinanti per la comprensione della correlazione tra la microstruttura del materiale ed il suo comportamento macroscopico. Infine, vengono proposti tre esempi rappresentativi per dimostrare l’efficacia dell’applicazione della μ-CT, in combinazione con gli strumenti di analisi di immagine messi a punto, alla scienza dei materiali: la caratterizzazione geometrica e morfologica di schiume di poliuretano impiegate nell’industria automobilistica come isolante vibro-acustico; un nuovo approccio rivolto alla caratterizzazione della struttura del legno di risonanza al fine di studiarne il comportamento acustico; la possibilità di mettere in luce i difetti in giunti di saldatura di leghe d’alluminio realizzati con la tecnica ibrida friction stir welding/TIG in maniera da ottimizzare i parametri di processo.
XX Ciclo
1978

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9

Maggiolino, Stefano. "Un nuovo dispositivo per analisi microcalorimetriche nel settore biologico: DSC-MEMS." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2008. http://hdl.handle.net/10077/2765.

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Abstract:

2006/2007
Il seguente lavoro di tesi di dottorato è inerente alla progettazione, modellizazione, caratterizzazione di uno sensore MEMS (Micro Electro Mechanical System) per misure calorimetriche su cellule. Sono stati progettati diversi dispositivi simulandone, in diversi casi, le scelte progettuali atte a migliorare le caratteristiche del sensore. Sono state simulate anche scelte che a causa della tecnologia usata non sono state applicate, ma con tecnologie differenti potrebbero andare a migliorare il sensore. In conclusione tutte le scelte progettuali indagate, ed in alcuni casi anche applicate ad un dispositivo realizzato, si possono suddividere in tre tipologie di scelte: scelta di materiali, scelta di soluzioni tecniche per ridurre la dispersione termica e scelte per incrementare il segnale direttamente dal dispositivo Dopo aver progettato e simulato i dispositivi sono andato studiare un metodo per poter rilevare il segnale elettrico adatto ad acquisire intensità molto basse. Lo studio è partito da semplici amplificatori e poi si è rivolto a metodi atti a minimizzare il rumore come l’amplificatore ad aggancio di frequenza coordinato con l’optical chopper e con l’electrical chopper. Questi sistemi alla fine sono stati studiati in modo tale da ottenere una massimizzazione del segnale. Sono stati caratterizati i dispositivi realizzati, andando a cercare la minima potenza termica sensibile da questi. I risultati sono che utilizzando le tecniche sopra descritte, sono riuscito a misurare potenze dell’ordine dei 25 nW valore molto promettente. I dispositivi sono stati testati anche in liquido e i risultati ottenuti dimostrano che non ci sono effetti di cortocircuitazione tra gli elettrodi e quindi possono essere usati tranquillamente in ambiente acquoso. In conclusione in questo lavoro di dottorato è stato sviluppato un dispositivo atto a misurare potenze termiche erogate dell’ordine di decine di nW, si sono identificati ed ottimizzati processi di self-reparing per ripristinare dispositivi non conformi al progetto, si sono identificate delle metodologie per effettuare la caratterizzazione dei dispositivi applicabili poi in seguito anche alla misura vera e propria, è stato intrapreso lo studio di una ottimizzazione del processo per la fabbricazioni di barriere da fotopolimerizzazione al laser e sono state proposte delle soluzioni, testate solamente via simulazione ad elementi finiti, che garantirebbe degli incrementi sulla intensità del segnale notevoli.
XX Ciclo
1976

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10

DEL, GAUDIO COSTANTINO. "Sviluppo di substrati elettrofilati per la rigenerazione di valvole cardiache e studio preliminare di matrici nanoibride per l'ingegneria del tessuto nervoso." Doctoral thesis, Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", 2008. http://hdl.handle.net/2108/510.

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Abstract:

L’ingegneria dei tessuti rappresenta un fertile campo di ricerca per lo sviluppo di dispositivi innovativi in grado di andare oltre i limiti associati alle protesi convenzionali e in grado di fornire specifiche caratteristiche che favoriscano una positiva integrazione con l’organismo, adattandosi alle modificazioni fisiologiche di quest’ultimo. Diversi sono i biomateriali e le tecniche di produzione attualmente in studio; in questo contesto l’impiego di polimeri bioriassorbibili, processabili mediante elettrofilatura, sembra rappresentare un approccio di sicuro interesse. La caratteristica struttura di network fibroso, risultato di tale metodica, fornisce una promettente prospettiva applicativa per l’ingegneria dei tessuti. Tale architettura replica infatti la naturale struttura tridimensionale della matrice extracellulare, elemento altamente dinamico necessario per l’integrità e le funzioni metaboliche dei tessuti. Lo studio evidenzia l’importanza di una specifica architettura dei supporti prodotti sulla risposta cellulare, in particolare il confronto di matrici elettrofilate di policaprolattone con proprietà meccaniche e strutturali simili, ma con diversa dimensione delle fibre e dei pori ha permesso di osservare come fibre micrometriche favoriscano l’attività di cellule endoteliali umane da vena di cordone ombelicale, rispetto al caso di fibre sub-micrometriche. Una simile architettura è stata quindi riprodotta per la realizzazione di protesi di valvole cardiache bioriassorbibili. La funzionalità dei dispositivi proposti è stata valutata mediante duplicatore di impulsi e indagine cinematografica; le differenze nelle condizioni sperimentali di deposizione sono state quindi discusse alla luce dei risultati acquisti. Sono state inoltre realizzate matrici nanoibride elettrofilate impiegando sia nanofibre che nanotoubi di carbonio e valutandone le caratteristiche morfologiche risultanti e le proprietà meccaniche. Data la particolare natura del filler considerato, è stata condotta anche una caratterizzazione elettromagnetica con lo scopo di mettere in luce le variazioni delle proprietà di conducibilità dei nanoibridi in funzione della concentrazione del filler stesso. Come ulteriore risultato, per ora preliminare, è stata infine valutata la possibilità di proporre un modello in vitro di barriera emato-encefalica seminando su entrambi i lati della matrice elettrofilata cellule endoteliali da microcircolo cerebrale di ratto e astrociti. Tale studio si inquadra come naturale prosecuzione del presente lavoro, essendo ampiamente discussa la variazione di permeabilità della barriera emato-encefalica quando esposta a determinati campi elettromagnetici.
Tissue engineering can be regarded as a promising approach for the development of novel prosthetic devices able to overcome the intrinsic limitations of currently implanted prostheses. Moreover, a positive response can be promoted, showing a potential adaptation of the device to the host modifications. Several biomaterials and production techniques are considered, although the optimal strategy to address this issue is still lacking. In this scenario bioresorbable polymers processed by electrospinning seem to furnish valuable results. The typical non-woven structure, as resulted of the above mentioned process, can lead to an applicative perspective for tissue engineering, resembling the natural three-dimensional structure of the extra-cellular matrix, necessary for the integrity and metabolic functions of tissues. This study shows the influence of scaffold architecture on cell response; the comparison of electrospun poly(ε-caprolactone) membranes with similar mechanical and structural properties, but different fiber and pore sizes highlighted micrometric fibers as a better environment for human umbilical vein endothelial cells with respect to sub-micrometric ones. A similar architecture was reproduced for bioresorbable heart valve prostheses. The functional assessment of the proposed devices was investigated by means of pulse duplicator and cinematographic analysis; different experimental electrospinning conditions were discussed starting from the acquired results. Electrospun nanohybrids were also produced and characterized using carbon structures (carbon nanofibers or carbon nanotubes) as fillers. Due to the electrical properties of the filler, an electromagnetic characterization was also addressed in order to investigate the relationship between conductivity and filler concentration. Finally, electrospun mats were evaluated as an in vitro model of the blood brain barrier seeding rat cerebro-microvascular endothelial cells and hyppocampal astrocytes on both sides of the mats. These topics represent the future development of this work, being the modification of permeability of the blood brain barrier exposed to electromagnetic fields still debated.

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Antoniolli, Francesca. "PROGETTAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI UN BIOSENSORE MEMS." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2008. http://hdl.handle.net/10077/2755.

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Abstract:

2003/2004
Negli ultimi anni, le cellule sono state oggetto di studio approfondito e, in taluni casi, di esperimenti molto sofisticati. Tuttavia, benché si conosca molto circa la loro struttura, poche sono le informazioni sulla meccanica cellulare e sulla risposta cellulare agli stimoli meccanici. Le cellule, infatti, possono sentire forze meccaniche e convertirle in risposte biologiche, oppure, viceversa, è da tempo noto come segnali biologici e biochimici influenzino l’abilità cellulare nel sentire, generare e sopportare forze di tipo meccanico. Negli ultimi anni sono stati ideati e realizzati svariati meccanismi per l’applicazione di forze meccaniche su cellule e la rilevazione delle conseguenti deformazioni. Questi sistemi, però, presentano dei limiti: - la forza esercitata non è adeguata al fenomeno investigato; - lo studio viene effettuato su un’intera popolazione di cellule; - la forza è esercitata localmente e non sull’intera cellula. Il presente lavoro di tesi, avente come obiettivo primo lo sviluppo, la progettazione e la realizzazione di un dispositivo per la sollecitazione meccanica della singola cellula e la rilevazione delle conseguenti deformazioni, si è focalizzato sullo studio di dispositivi che potessero bypassare i suddetti limiti. La scelta è ricaduta nei Sistemi Micro Elettro Meccanici, dal momento che, oltre ad avere dimensioni compatibili con le caratteristiche cellulari ed assicurare modesti costi realizzativi ed operativi, garantiscono - la possibilità di applicare forze in un ampio range (pN-µN); - la possibilità di effettuare studi sulla singola cellula, ed in particolare su cellule aderenti; - la possibilità di stimolare l’intera cellula, e non soltanto una porzione locale di questa. La prima parte del lavoro è stata rivolta alla messa a punto di dispositivi che, concepiti in maniera analoga a quelle che sono le tradizionali macchine universali per test meccanici, potessero consentire l’ancoraggio della singola cellula su di una piattaforma di geometrie differenti a seconda che si volesse applicare una sollecitazione di trazione uniassiale, biassiale, pluriassiale oppure di taglio. Tali dispositivi tuttavia hanno riscontrato diverse problematiche quando operanti in soluzioni saline quali i medium cellulari. Sono stai quindi concepiti e sviluppati dei nuovi dispositivi che potessero bypassare le problematiche riscontrate con i primi: il MEMS è stato quindi sdoppiato su due outline di 2x2 mm, di cui una ospitante il motore per l’attuazione del dispositivo operante in aria l’altra ospitante la piattaforma per la collocazione della cellula in esame. Per completare il funzionamento di tali dispositivi è stata sviluppata e realizzata con successo una tecnica di collegamento di questi mediante una fibra di carbonio ancorata ai MEMS mediante wire bonding. Infine sono state acquisite e messe a punto la strumentazione e le tecniche che potessero consentire di operare con cellule viventi: è stato individuato un materiale tale da consentire un ancoraggio ottimale della cellula e con il quale si potesse funzionalizzate localmente la piattaforma per la cellula; è stato allestito un laboratorio per colture cellulari presso il Dipartimento dei Materiali e delle Risorse Naturali; è stata messa a punto una tecnica per la manipolazione di singole cellule; sono state infine eseguite alcune preliminari prove di trazione sulla singola cellula.
XX Ciclo
1979

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Massi, Pavan Alessandro. "A hardware field simulator for photovoltaic materials applications." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2008. http://hdl.handle.net/10077/2757.

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Abstract:

2006/2007
Il presente lavoro riguarda la descrizione di un simulatore di campo fotovoltaico (in seguito simulatore). Il simulatore è un convertitore elettronico di potenza che, alimentato dalla rete elettrica, riproduce la caratteristica tensione corrente di un campo fotovoltaico (insieme di moduli fotovoltaici connessi in serie e in parallelo) operante in condizioni climatiche di temperatura e irraggiamento arbitrarie. Il nuovo dispositivo verrà impiegato nell’ambito del laboratorio fotovoltaico cui fa riferimento l’impianto in via di realizzazione sul tetto dell’edificio che ospita il Dipartimento dei Materiali e delle Risorse Naturali dell’Università di Trieste. Il simulatore viene proposto come utile strumento per i progettisti di dispositivi solari funzionanti in sistemi fotovoltaici connessi in rete. In particolare, il simulatore permetterà di prevedere il funzionamento di nuovi moduli fotovoltaici operanti in condizioni di ombreggiamento arbitrario e inseriti in un sistema fotovoltaico reale. L’uso del simulatore sarà particolarmente efficace nel caso di simulazioni di tecnologie in film sottile come, ad esempio, il silicio amorfo, il tellururo di cadmio, ecc. Il simulatore sarà anche necessario per testare i componenti che fanno parte di un sistema fotovoltaico connesso in rete, con particolare riferimento ai sistemi di condizionamento della potenza (detti anche inverter). Tali sistemi, oltre a convertire la tensione continua prodotta dai moduli fotovoltaici in una tensione compatibile e sincronizzata con quella della rete, devono garantire istante per istante l’inseguimento del punto di massima potenza estraibile dal campo fotovoltaico cui sono connessi. Il lavoro è stato suddiviso in cinque capitoli. Il primo capitolo fornisce una breve descrizione dello stato dell’arte e di alcune aspetti economici relativi alla tecnologia fotovoltaica. Nel secondo capitolo vengono richiamati il modello classico di una cella solare e le definizioni riguardo le sue caratteristiche principali (punto di massima potenza, efficienza, fill factor, ecc.). Nello stesso capitolo un’overview sui materiali e sulle tecnologie utilizzate nella realizzazione dei dispositivi fotovoltaici divide, come suggerito da Martin Green, le celle solari in tre diverse generazioni: la prima comprende i dispositivi realizzati in silicio cristallino (mono e policrisallino), la seconda quelli in film sottile (in silicio amorfo, tellururo di cadmio CdTe, diseleniuro di rame e indio CIS, diseleniuro di rame, indio e gallio CIGS, diseleniuro di rame, indio, gallio e zolfo CIGSS) e le celle di Graetzel, e la terza le celle multigiunzione, a banda intermedia e quelle organiche. Nel capitolo tre viene fornita una descrizione dei componenti costituenti un sistema fotovoltaico connesso in rete e viene proposto un nuovo metodo per la determinazione delle caratteristiche corrente tensione e potenza tensione prodotte da dispositivi fotovoltaici. Il metodo risulta efficace in quanto non necessita di misure sperimentali da effetture sui diversi dispositivi. I dati forniti nei comuni data sheet che vengono forniti a corredo dei moduli fotovoltaici sono sufficienti a determinarne il comportamento al variare della temperatura di funzionamento e del livello di radiazione solare. L’efficienza di un sistema fotovoltaico (Balance Of the System, BOS) viene calcolata nel capitolo quattro. Particolare enfasi viene data all’effetto di mismatching che è tanto più importante quanto più è elevato il livello di ombreggiamento presente sul piano dei moduli fotovoltaici costituenti l’impianto. Infine, l’ultimo capitolo riguarda la descrizione del simulatore e delle sue applicazioni.
The subject of this work is a power electronic device, hereafter named photovoltaic field simulator, which converts the grid voltage into a current voltage characteristic. This characteristic replicates the behavior of a real photovoltaic field working in arbitrary conditions of irradiance and temperature. After building, the photovoltaic field simulator will be used in the photovoltaic laboratory which is connected to the experimental photovoltaic plant which will be installed on the roof top of the Materials and Natural Resources Department of Trieste University. The photovoltaic field simulator will be used for photovoltaic module parameters design with particular reference to its behavior when inserted in a photovoltaic field operating under shaded conditions. The use of the simulator will be particularly effective when simulating thin-film technologies as, for example, amorphous silicon, cadmium telluride, and etc. The photovoltaic field simulator will also be used for testing the components of grid connected photovoltaic systems with particular reference to the power conditioning units (also named inverters). These systems, which convert the direct current produced by the photovoltaic modules into a utility grade current (typically alternate and sinusoidal at a frequency of 50-60Hz), must extract maximum power from the photovoltaic field. The work is divided into five chapters. In the first a brief description of photovoltaic technology and its economic aspects is given. Chapter two is on classic solar cell modelling basics and on the definition of the parameters of photovoltaic technology (maximum power point, efficiency, fill factor, and etc.). In the same chapter a materials and technologies overview splits, as suggested by Martin Green, solar cells in three different generations: the first comprises crystalline silicon (mono and polycrystalline) devices, the second thin-film devices (amorphous silicon, cadmium telluride CdTe, copper indium diselenide CIS, copper indium gallium diselenide CIGS, copper indium gallium sulphur diselenide CIGSS), and the Graetzel cells, while the third multi-junction, intermediate band and organic photovoltaic devices. The third chapter briefly describes photovoltaic grid connected system components. In particular a new model for plotting photovoltaic current voltage and power voltage characteristics is provided. The method is original because only module data sheet parameters are used and experimental measurements are not needed in order to determine the photovoltaic modules behavior with reference to irradiance and working temperatures changes. In chapter four the Balance of a photovoltaic System (BOS) is calculated. In particular the importance of the mismatching effect of photovoltaic modules due to shaded conditions is shown. The last chapter is on simulator description and its applications.
XX Ciclo
1975

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RAINER, ALBERTO. "Engineering applications of ceramic foams." Doctoral thesis, Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", 2008. http://hdl.handle.net/2108/581.

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Abstract:

Engineering applications of ceramic foams Nature offers several examples of cellular materials, such as cork and sponges that man has been using for thousands of years; only recently, he started producing artificial materials mimicking these structures. This approach allowed to extend the range of materials’ physical properties, allowing engineering solutions unfeasible with dense matter. In the last decade, there has been an increasing interest in the development of highly porous ceramic materials. In fact, these materials show the unique capability of conjugating properties of ceramics (high temperature resistance, chemical inertia) to properties typical of their cellular structure (low density, high permeability, thermal shock resistance). The aim of this PhD work is to explore ceramic foams for two different engineering fields: energy conversion systems and biomaterials. A method for the preparation of ceramic foams was developed, involving the preparation of a ceramic powder loaded polyurethane foam. For energy applications, the technique was used to produce porous anode layers for intermediate temperature solid oxide fuel cells. Cermet nickel/yttria-stabilized zirconia foams with hierarchical porosity were prepared following different processing routes and characterized in terms of morphology, porosity and electrical conductivity. In the application for biomaterials, the foaming technique was used for the preparation of bioactive glassceramics shaped accordingly to a patient specific geometry. This involved the segmentation of a three dimensional model of a bone portion, reconstructed from computer axial tomography data. Foam materials in the SiO2-CaO-P2O5 were prepared and characterized in terms of morphology and cristallinity. Bioactivity was assessed in vitro, confirming the formation of a bone-like hydroxylapatite layer on the surface of the material. Both applications showed the great potential of the in situ foaming technique for the preparation of cellular ceramics with tailored porosity.

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Spanu, Nannina <1975&gt. "La matematica fuzzy nell'ingegneria dei materiali. Applicazioni alla durevolezza e alla conservazione dei materiali in opera nei siti archeologici." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2007. http://amsdottorato.unibo.it/91/1/Nannina_Spanu.pdf.

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Abstract:

La ricerca presentata è un’ampia esplorazione delle possibili applicazioni di concetti, metodi e procedure della Fuzzy Logic all’Ingegneria dei Materiali. Tale nuovo approccio è giustificato dalla inadeguatezza dei risultati conseguiti con i soli metodi tradizionali riguardo alla reologia ed alla durabilità, all’utilizzo di dati di laboratorio nella progettazione e alla necessità di usare un linguaggio (informatizzabile) che consenta una valutazione congiunta degli aspetti tecnici, culturali, economici, paesaggistici della progettazione. – In particolare, la Fuzzy Logic permette di affrontare in modo razionale l’aleatorietà delle variabili e dei dati che, nel settore specifico dei materiali in opera nel costruito dei Beni Culturali, non possono essere trattati con i metodi statistici ordinari. – La scelta di concentrare l’attenzione su materiali e strutture in opera in siti archeologici discende non solo dall’interesse culturale ed economico connesso ai sempre più numerosi interventi in questo nuovo settore di pertinenza dell’Ingegneria dei Materiali, ma anche dal fatto che, in tali contesti, i termini della rappresentatività dei campionamenti, della complessità delle interazioni tra le variabili (fisiche e non), del tempo e quindi della durabilità sono evidenti ed esasperati. – Nell’ambito di questa ricerca si è anche condotto un ampio lavoro sperimentale di laboratorio per l’acquisizione dei dati utilizzati nelle procedure di modellazione fuzzy (fuzzy modeling). In tali situazioni si è operato secondo protocolli sperimentali standard: acquisizione della composizione mineralogica tramite diffrazione di raggi X (XRD), definizione della tessitura microstrutturale con osservazioni microscopiche (OM, SEM) e porosimetria tramite intrusione forzata di mercurio (MIP), determinazioni fisiche quali la velocità di propagazione degli ultrasuoni e rotoviscosimetria, misure tecnologiche di resistenza meccanica a compressione uniassiale, lavorabilità, ecc. – Nell’elaborazione dei dati e nella modellazione in termini fuzzy, la ricerca è articolata su tre livelli: a. quello dei singoli fenomeni chimico-fisici, di natura complessa, che non hanno trovato, a tutt’oggi, una trattazione soddisfacente e di generale consenso; le applicazioni riguardano la reologia delle dispersioni ad alto tenore di solido in acqua (calci, cementi, malte, calcestruzzi SCC), la correlazione della resistenza a compressione, la gelività dei materiali porosi ed alcuni aspetti della durabilità del calcestruzzo armato; b. quello della modellazione della durabilità dei materiali alla scala del sito archeologico; le applicazioni presentate riguardano i centri di cultura nuragica di Su Monte-Sorradile, GennaMaria-Villanovaforru e Is Paras-Isili; c. quello della scelta strategica costituita dalla selezione del miglior progetto di conservazione considerando gli aspetti connessi all’Ingegneria dei Materiali congiuntamente a quelli culturali, paesaggistici ed economici; le applicazioni hanno riguardato due importanti monumenti (Anfiteatro e Terme a Mare) del sito Romano di Nora-Pula.

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Spanu, Nannina <1975&gt. "La matematica fuzzy nell'ingegneria dei materiali. Applicazioni alla durevolezza e alla conservazione dei materiali in opera nei siti archeologici." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2007. http://amsdottorato.unibo.it/91/.

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Abstract:

La ricerca presentata è un’ampia esplorazione delle possibili applicazioni di concetti, metodi e procedure della Fuzzy Logic all’Ingegneria dei Materiali. Tale nuovo approccio è giustificato dalla inadeguatezza dei risultati conseguiti con i soli metodi tradizionali riguardo alla reologia ed alla durabilità, all’utilizzo di dati di laboratorio nella progettazione e alla necessità di usare un linguaggio (informatizzabile) che consenta una valutazione congiunta degli aspetti tecnici, culturali, economici, paesaggistici della progettazione. – In particolare, la Fuzzy Logic permette di affrontare in modo razionale l’aleatorietà delle variabili e dei dati che, nel settore specifico dei materiali in opera nel costruito dei Beni Culturali, non possono essere trattati con i metodi statistici ordinari. – La scelta di concentrare l’attenzione su materiali e strutture in opera in siti archeologici discende non solo dall’interesse culturale ed economico connesso ai sempre più numerosi interventi in questo nuovo settore di pertinenza dell’Ingegneria dei Materiali, ma anche dal fatto che, in tali contesti, i termini della rappresentatività dei campionamenti, della complessità delle interazioni tra le variabili (fisiche e non), del tempo e quindi della durabilità sono evidenti ed esasperati. – Nell’ambito di questa ricerca si è anche condotto un ampio lavoro sperimentale di laboratorio per l’acquisizione dei dati utilizzati nelle procedure di modellazione fuzzy (fuzzy modeling). In tali situazioni si è operato secondo protocolli sperimentali standard: acquisizione della composizione mineralogica tramite diffrazione di raggi X (XRD), definizione della tessitura microstrutturale con osservazioni microscopiche (OM, SEM) e porosimetria tramite intrusione forzata di mercurio (MIP), determinazioni fisiche quali la velocità di propagazione degli ultrasuoni e rotoviscosimetria, misure tecnologiche di resistenza meccanica a compressione uniassiale, lavorabilità, ecc. – Nell’elaborazione dei dati e nella modellazione in termini fuzzy, la ricerca è articolata su tre livelli: a. quello dei singoli fenomeni chimico-fisici, di natura complessa, che non hanno trovato, a tutt’oggi, una trattazione soddisfacente e di generale consenso; le applicazioni riguardano la reologia delle dispersioni ad alto tenore di solido in acqua (calci, cementi, malte, calcestruzzi SCC), la correlazione della resistenza a compressione, la gelività dei materiali porosi ed alcuni aspetti della durabilità del calcestruzzo armato; b. quello della modellazione della durabilità dei materiali alla scala del sito archeologico; le applicazioni presentate riguardano i centri di cultura nuragica di Su Monte-Sorradile, GennaMaria-Villanovaforru e Is Paras-Isili; c. quello della scelta strategica costituita dalla selezione del miglior progetto di conservazione considerando gli aspetti connessi all’Ingegneria dei Materiali congiuntamente a quelli culturali, paesaggistici ed economici; le applicazioni hanno riguardato due importanti monumenti (Anfiteatro e Terme a Mare) del sito Romano di Nora-Pula.

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Clementi, Francesco. "Modellazione e problematiche dei materiali compositi "moderni" e "antichi"." Doctoral thesis, Università Politecnica delle Marche, 2010. http://hdl.handle.net/11566/242251.

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VALENTINI, MANLIO. "Materiali passivi autodiagnosticanti wireless." Doctoral thesis, Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", 2013. http://hdl.handle.net/2108/203434.

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Abstract:

Obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di valutare se esista una relazione tra la premettività e la permeabilità magnetica complesse dei materiali compositi, quando sottoposti a deformazioni, ovvero a valutare le proprietà autodiagnosticanti del materiale. A tale scopo si è studiato la propagazione delle onde elettromagnetiche nei mezzi e cosa succede all’interfaccia tra questi. Per la valutazione della permettività e della permeabilità magnetica, è stato implementato un modello numerico in grado di estrapolare questi parametri, a partire dai parametri di scattering misurati, utilizzando un metodo di regressione ai minimi quadrati, tenendo conto degli eventuali errori di misura delle dimensioni geometriche. Le proprietà meccaniche del materiale sono state analizzate sottoponendo il materiale a prova di trazione ciclica e sono state estrapolate le proprietà isteretiche del materiale. Per valutare le caratteristiche del materiale sottoposto a differenti deformazioni, è stato realizzato un dispositivo meccanico, da ancorare alla guida d’onda, per deformare il provino sottoposto a misura elettromagnetica. I materiali analizzati sono compositi a matrice elastomerica, (Gomma Naturale) caricati con Carbon Nanotubes CNT e Carbon Black CB. I confronti sono stati realizzati mantenendo costante la concentrazione di CB (30 PHR) e crescente concentrazione di CNT (0 PHR, 3 PHR e 5 PHR), oppure mantenendo costante la concentrazione di CNT (5 PHR) e concentrazione crescente di CB (20 PHR, 25 PHR e 30 PHR).

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Rocchi, Simona <1979&gt. "MATERIALI E AMBIENTE - Valorizzazione di sottoprodotti industriali come materie prime secondarie nella produzione di materiali per l'edilizia." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2010. http://amsdottorato.unibo.it/2772/1/Rocchi_Simona_tesi.pdf.

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Rocchi, Simona <1979&gt. "MATERIALI E AMBIENTE - Valorizzazione di sottoprodotti industriali come materie prime secondarie nella produzione di materiali per l'edilizia." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2010. http://amsdottorato.unibo.it/2772/.

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Karakuscu, Aylin. "Synthesis and Characterization of Luminescent Nanostructured SiOC Thin Films." Doctoral thesis, Università degli studi di Trento, 2010. https://hdl.handle.net/11572/368279.

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Abstract:

A new approach to obtain visible luminescence from sol-gel derived SiOC films is proposed. This novel method is based on a simple processing route to produce nanostructured multicomponent ceramics. According to this route, hybrid sol-gel derived precursors are converted to ceramic materials by a pyrolysis process in controlled atmosphere at 800-1000Â°C. Higher temperatures lead to formation of Si-rich SiOC, C-rich SiOC or stoichiometric SiOC according to the starting composition. The final composition, which is relevant to line emission, can be easily controlled through a number of processing parameters like the composition of the preceramic gel and the heat treatment conditions. Thus, this new processing method seems very well suited for the production of white emitting materials since the Si- and C-based emission can be tuned across the visible spectral range from UV-blue to red by controlling film composition. A further advantage of this method is that the thin films can be formed on Si or quartz wafers and this can serve as starting material to process more complex photonic devices such as waveguides or LEDs. In the amorphous state (800-100Â°C), all SiOC films showed UV-blue luminescence peaking at about 410 nm, which is attributed to defect states present in the matrix such as dangling bonds. The increase of the pyrolysis temperature (â‰¥1100Â°C) led to the partition of SiOC and formation of SiC, C and Si phases. The intense green-yellow luminescence observed in stoichiometric SiOC films caused by the presence of SiC and very low amount of free C. On the other hand, Si rich SiOC film showed a very broad and extremely intense white luminescence peak centred at 620 nm covering almost all visible range (430 nm-900 nm) at 1200 Â°C. This behaviour is explained by the simultaneous presence of SiC, C and Si in the film. External quantum efficiency measurements yielded 11.5% and 5% efficiencies in Si rich SiOC and stoichiometric SiOC films, respectively, pyrolysed at 1200Â°C. On the other hand, C rich SiOC films did not show any noticeable improvement in PL, indicating that C excess in the SiOC system is detrimental for the luminescence behaviour. Solutions which used in thin film production have been characterized extensively by means of several characterization properties. Moreover, the related powders and bulks have been characterized for the sake of coherency and widen the study. In addition, a study on volumetric shrinkage of films and powders has been done. The results showed that the shrinkage in films happens almost 200Â°C earlier than powder and higher amount of siloxane release due to the low dimension, the shrinkage is higher than powders. The last part of the study dedicated to two different systems, SiBOCs and SiOCNs, in order to understand the effect of the boron addition on SiOC system and study the optical properties of the SiOCN. Tunable (color emission change) SiOC films is obtained with high quantum efficiency by adding very few amount of boron in SiOC. Moreover, the processing temperature is decreased and very broad emission is obtained. Finally, results showed that SiOCN PDC gives very high emission in UV range and they are promising materials for UV-LEDs.

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Selva, Anna Viola. "Simulazione della gestione dei materiali dell'azienda Robopac." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016.

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Abstract:

L’elaborato verte sulla simulazione della gestione dei materiali dell’azienda Robopac. Il modello esposto è stato creato tramite il software Arena, il quale permette la riproduzione di una struttura aziendale reale ed è, per questo, uno strumento validissimo per esaminare situazioni critiche, nonché per confrontare alternative progettuali e validarle. Nello specifico, in tale tesi ci si propone di verificare, attraverso un’attenta analisi, come l’azienda Robopac gestisca i materiali nel suo percorso di elaborazione e trasformazione. Per gestione dei materiali si intende il coordinamento degli arrivi, il controllo sulle materie, il trasporto di tali materiali nei magazzini appositi e il successivo spostamento in linea. Questa indagine permetterà di valutare l’efficienza e l’utilizzo delle risorse, le tempistiche delle movimentazioni e l’eventuale creazione di code, così da cercare soluzioni che potrebbero migliorare e ottimizzare le operazioni. Il modello creato con Arena considera i sei codici-prodotto più rappresentativi e rende possibile una riproduzione conforme a ciò che è stato osservato. Inoltre sono analizzati i report forniti automaticamente da tale software e valutati l’utilizzo delle risorse e le giacenze a magazzino. Sarebbe interessante ampliare la simulazione esposta, prendendo in considerazione l’intero numero di codici prodotti, così da poter analizzare la totale gestione dei materiali e considerare eventuali differenze o scostamenti rispetto a quanto svolto in questa tesi. Un ulteriore ampliamento altrettanto valido potrebbe essere quello di coniugare la simulazione della gestione dei materiali con il modello della linea produttiva principale già realizzato con Arena. Ciò permetterebbe una più completa visione dell’azienda e l’indagine della realtà imprenditoriale diventerebbe più ampia, approfondita e dettagliata.

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Tobaldi, David Maria <1975&gt. "Materiali Ceramici per Edilizia con Funzionalità Fotocatalitica." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1535/1/DavidMaria_Tobaldi_Tesi.pdf.

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Abstract:

This thesis wad aimed at the study and application of titanium dioxide photocatalytic activity on ceramic materials. As a matter of fact, photocatalysis is a very promising method to face most of the problems connected with the increasing environmental pollution. Furthermore, titanium dioxide, in its anatase crystallographic phase, is one of the most investigated photocatalytic material and results to be perfectly compatible with silicate body mixes. That goal was pursued by two different strategies: 1. the addition to a body mix used for heavy clay products of several titania powders, with different mean crystallite size, surface area, morphology and anatase/rutile ratio and a titania nanosuspension as well. The titania addition followed two procedures: bulk and spray addition over the ceramic samples surface. Titania was added in two different percentages: 2.5 and 7.5 wt.% in both of the methods. The ceramic samples were then fired at three maximum temperatures: 900, 950 and 1000 °C. Afterwards, the photocatalytic activity of the prepared ceramic samples was evaluated by following the degradation of an organic compound in aqueous medium, under UV radiation. The influence of titania morphological characteristics on the photoactivity of the fired materials was studied by means of XRD and SEM observations. The ceramic samples, sprayed with a slip containing 7.5 wt.% of titania powder and fired at 900 °C, have the best photoactivity, with a complete photo-decomposition of the organic compound. At 1000 °C no sample acted as a photocatalyst due to the anatase-to-rutile phase transformation and to the reaction between titania and calcium and iron oxides in the raw materials. 2. The second one foresaw the synthesis of TiO2-SiO2 solid solutions, using the following stoichiometry: Ti1-xSixO2 where x = 0, 0.1, 0.3 and 0.5 atoms per formula unit (apfu). The mixtures were then fired following two thermal cycles, each with three maximum temperatures. The effect of SiO2 addition into the TiO2 crystal structure and, consequently, on its photocatalytic activity when fired at high temperature, was thoroughly investigated by means of XRD, XPS, FE-SEM, TEM and BET analysis. The photoactivity of the prepared powders was assessed both in gas and liquid phase. Subsequently, the TiO2-SiO2 solid solutions, previously fired at 900 °C, were sprayed over the ceramic samples surface in the percentage of 7.5 wt.%. The prepared ceramic samples were fired at 900 and 1000 °C. The photocatalytic activity of the ceramic samples was evaluated in liquid phase. Unfortunately, that samples did not show any appreciable photoactivity. In fact, samples fired at 900 °C showed a pretty low photoactivity, while the one fired at 1000 °C showed no photoactivity at all. This was explained by the excessive coarsening of titania particles. To summarise, titania particle size, more than its crystalline phase, seems to have a relevant role in the photocatalytic activity of the ceramic samples.

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Tobaldi, David Maria <1975&gt. "Materiali Ceramici per Edilizia con Funzionalità Fotocatalitica." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1535/.

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Abstract:

This thesis wad aimed at the study and application of titanium dioxide photocatalytic activity on ceramic materials. As a matter of fact, photocatalysis is a very promising method to face most of the problems connected with the increasing environmental pollution. Furthermore, titanium dioxide, in its anatase crystallographic phase, is one of the most investigated photocatalytic material and results to be perfectly compatible with silicate body mixes. That goal was pursued by two different strategies: 1. the addition to a body mix used for heavy clay products of several titania powders, with different mean crystallite size, surface area, morphology and anatase/rutile ratio and a titania nanosuspension as well. The titania addition followed two procedures: bulk and spray addition over the ceramic samples surface. Titania was added in two different percentages: 2.5 and 7.5 wt.% in both of the methods. The ceramic samples were then fired at three maximum temperatures: 900, 950 and 1000 °C. Afterwards, the photocatalytic activity of the prepared ceramic samples was evaluated by following the degradation of an organic compound in aqueous medium, under UV radiation. The influence of titania morphological characteristics on the photoactivity of the fired materials was studied by means of XRD and SEM observations. The ceramic samples, sprayed with a slip containing 7.5 wt.% of titania powder and fired at 900 °C, have the best photoactivity, with a complete photo-decomposition of the organic compound. At 1000 °C no sample acted as a photocatalyst due to the anatase-to-rutile phase transformation and to the reaction between titania and calcium and iron oxides in the raw materials. 2. The second one foresaw the synthesis of TiO2-SiO2 solid solutions, using the following stoichiometry: Ti1-xSixO2 where x = 0, 0.1, 0.3 and 0.5 atoms per formula unit (apfu). The mixtures were then fired following two thermal cycles, each with three maximum temperatures. The effect of SiO2 addition into the TiO2 crystal structure and, consequently, on its photocatalytic activity when fired at high temperature, was thoroughly investigated by means of XRD, XPS, FE-SEM, TEM and BET analysis. The photoactivity of the prepared powders was assessed both in gas and liquid phase. Subsequently, the TiO2-SiO2 solid solutions, previously fired at 900 °C, were sprayed over the ceramic samples surface in the percentage of 7.5 wt.%. The prepared ceramic samples were fired at 900 and 1000 °C. The photocatalytic activity of the ceramic samples was evaluated in liquid phase. Unfortunately, that samples did not show any appreciable photoactivity. In fact, samples fired at 900 °C showed a pretty low photoactivity, while the one fired at 1000 °C showed no photoactivity at all. This was explained by the excessive coarsening of titania particles. To summarise, titania particle size, more than its crystalline phase, seems to have a relevant role in the photocatalytic activity of the ceramic samples.

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LONGATO, ALESSANDRO. "Materiali nanostrutturati per sensori di gas." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2022. https://hdl.handle.net/11577/3460976.

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Abstract:

Il mio lavoro di ricerca durante il dottorato è stato dedicato allo sviluppo di sensori ottici di gas per due importanti costituenti del gas naturale: odorizzanti e idrogeno. Gli odorizzanti vengono aggiunti al gas naturale perché quest’ultimo è naturalmente incolore inodore. Pertanto, prima di essere distribuito, vengono aggiunte piccole quantità di tioli per facilitare il rilevamento delle perdite. I due odorizzanti più utilizzati nelle condutture italiane sono il TBM e il THT. È fondamentale misurare questi odorizzanti: una concentrazione troppo bassa non permette di rilevare se c'è una perdita, una concentrazione troppo alta potrebbe allarmare invano. Poiché sia THT che TBM hanno un caratteristico spettro di assorbimento UV, durante il dottorato è stato fabbricato un prototipo chiamato MUDO (Mid-UV Detector for Odorants) che si basa dalla spettrometria UV. Il prototipo è costituito da una lampada al deuterio come sorgente di luce UV, due fibre ottiche, due collimatori, una cella a flusso di gas e uno spettrometro UV. Inoltre, sono stati scritti due programmi in Python per far funzionare l'hardware, raccogliere gli spettri e calcolare le concentrazioni. Con MUDO sono stati effettuati due test in campo, uno a Vicenza, dove la rete del gas è odorizzata con THT, e uno a Milano, dove la rete del gas è odorizzata con TBM. Questi test sono stati eseguiti in parallelo ad un GC per confrontare le misurazioni. I risultati hanno riconosciuto MUDO come un metodo valido per misurare la concentrazione di odorizzante nel gas naturale, in quanto la differenza tra i valori misurati da MUDO e GC è stata sempre sotto al 10%. Il gas naturale è una parte considerevole del fabbisogno energetico totale mondiale. Tuttavia, negli ultimi anni, particolare attenzione è stata però dedicata al passaggio alle energie rinnovabili, tra cui l’uso dell’idrogeno. Infatti, per ridurre gli effetti del cambiamento climatico, il ruolo dell'idrogeno sarà molto importante. Un utilizzo immediato dell'idrogeno è la decarbonizzazione della rete del gas: essendo una molecola gassosa a condizioni atmosferiche, può essere utilizzato come diretto sostituto del gas naturale. In vari paesi sono iniziate delle sperimentazioni per implementare l'idrogeno nei gasdotti fino a una percentuale del 20%, consentendo una minore emissione di CO2. Con questo nuovo percorso delineato, emerge una nuova esigenza: la necessità di determinare la concentrazione di idrogeno nel gasdotto. Durante il dottorato è stato sviluppato un sensore gasocromico per idrogeno basato su film sottili di ossido di tungsteno ricoperti da nanoparticelle di metalli nobili (Au, Pt). È stato appurato che sensori costituiti da film cristallini ricoperti da nanoparticelle di platino mostrano le migliori prestazioni. Inoltre, specialmente nel caso dell'oro, nanoparticelle più piccole mostrano una migliore risposta all’idrogeno. Calcoli computazionali basati su calcoli DFT (Density Functional Theory) suggeriscono che ciò potrebbe essere correlato ai processi che si verificano all'interfaccia tra nanoparticella e WO3. Mentre il platino sembra catalizzare l'adsorbimento dissociativo dell'idrogeno sia eterolitico che omolitico, l'oro può catalizzare solo l'adsorbimento eterolitico. Queste evidenze, in combinazione con un'analisi della distribuzione delle cariche, spiegano sia l’inferiorità dell’oro rispetto al platino come catalizzatore, sia la dipendenza delle performance dalle dimensioni delle nanoparticelle. Infine, film cristallini di ossido di tungsteno rivestiti con nanoparticelle di platino hanno mostrato ottime prestazioni nel misurare idrogeno in metano. Con vari test, i sensori prodotti hanno dimostrato di avere eccellente accuratezza, ripetibilità e stabilità a lungo termine, con prestazioni indipendenti dal flusso di gas o dall'atmosfera utilizzata.
My research work during the PhD was devoted to the development of optical gas sensors for two important constituents of natural gas: odorants and hydrogen. Odorants are added in natural gas because it is naturally colorless, tasteless and odorless. Therefore, before it is distributed to end-users, small amounts of thiols are added to assist in leak detection. The two most used odorants in Italian pipelines are TBM and THT. It is very important to measure these odorants: a too low concentration does not allow a person to detect if there is a leak, a too high concentration might alarm in vain. Currently, odorants in natural gas are measured with gas chromatography (GC). GC, however, has several flaws, such as high cost, routine maintenance and it requires a skilled technician to operate. Since both THT and TBM have a characteristic UV absorption spectrum, during this PhD project, a working prototype called MUDO (Mid-UV Detector for Odorants) that relies on UV absorption has been fabricated. The prototype comprises a deuterium lamp as a source of UV light, two optical fibers, two collimators, a gas flow cell and a UV Spectrometer. Moreover, two programs were written in python to operate the hardware, to collect spectra and to compute the concentrations. With MUDO, two on-site tests were made, one in Vicenza, where the gas network is odorized with THT, and one in Milan, where the gas network is odorized with TBM. These tests were performed in parallel to a GC, used as a reference. The results acknowledged MUDO as a valid method to measure odorant concentration in natural gas, as the difference between the values measured by MUDO and by GC managed to always stay between ±10%. Natural gas is a considerable portion of the world’s total energy supply. However, in the last few years, particular attention has been given to the transition to renewable energy, including the use of hydrogen. Indeed, to reduce the effects of climate change, the role of hydrogen will be very important. An immediate use for hydrogen is the decarbonization of heat: as it is a gaseous molecule at atmospheric conditions, it can be used as a direct replacement for natural gas within the gas grid. In various countries, trials have started to implement hydrogen in natural gas pipelines up to a percentage of 20% mol. This enables a lower carbon emission, without customers requiring disruptive and expensive changes in their homes. With this new path outlined, a new need emerges: the need to correctly determine the concentration of hydrogen in the natural gas pipeline. During this PhD, a gasochromic sensor for hydrogen based on noble metal (Au, Pt) nanoparticles covered Tungsten Oxide thin film was developed. Sensing performances are strongly influenced by the crystal structure and the catalyst used, with Pt coated crystalline tungsten oxide resulting as best. Nanoparticle’s dimensions, especially in the case of gold, seem to play a role in the mechanism, with smaller NPs displaying better H2 intake. Computational insights based on Density Functional Theory calculations suggest that this could be related to the processes occurring at the nanoparticle-WO3 interface. While platinum allows both heterolytic (i.e. at the interface) and homolytic (i.e. only on the metal) hydrogen dissociative adsorption, gold can catalyze only heterolytic absorption. These evidences, in combination with an analysis of the charges distribution, explain both the inferior sensing performances of Au compared to Pt and the strong dependance of sensing performances on nanoparticle size, which dictates the extension nanoparticle-WO3 interface. Finally, Pt NPs coated crystalline tungsten oxide thin films displayed excellent hydrogen sensing performances in methane. With various tests, the sensor proved to have excellent accuracy, repeatability and long term stability, with performances relatively independent from gas flow or atmosphere.

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Acquasanta, Francesco <1982&gt. "Materiali compositi e ibridi con predefinite proprietà funzionali. Sviluppo ed applicazioni, con particolare riguardo alla funzionalizzazione superficiale di materiali ceramici." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2011. http://amsdottorato.unibo.it/3813/1/Acquasanta_Francesco_Tesi.pdf.

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Acquasanta, Francesco <1982&gt. "Materiali compositi e ibridi con predefinite proprietà funzionali. Sviluppo ed applicazioni, con particolare riguardo alla funzionalizzazione superficiale di materiali ceramici." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2011. http://amsdottorato.unibo.it/3813/.

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Bertuccioli, Gianmarco. "La gestione dei materiali come leva competitiva." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016.

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Abstract:

Il mio elaborato è suddiviso in due parti. Nella prima parte mostrerò le tecniche e le norme al fine di implementare la gestione dei materiali in un'azienda, in particolare mi soffermerò sulla gestione dei materiali a fabbisogno. Mentre nella seconda parte analizzerò come la gestione dei materiali ha influito all'interno del Business Game e come essa ci ha portato ad una situazione di vantaggio competitivo rispetto le aziende concorrenti.

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TIRAPELLE, MONICA. "Modellazione numerica dei meccanismi di segregazione in materiali granulari sfusi." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2022. http://hdl.handle.net/11577/3448080.

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Abstract:

I materiali granulari sono profondamente radicati nella lunga storia della scienza e della tecnologia. Essi vengono trattati quotidianamente da numerose industrie tra cui l’industria chimica, l’industria alimentare e l’industria farmaceutica. Tuttavia, la loro manipolazione e la loro lavorazione rimangono un importante problema in numerose applicazioni industriali. Uno dei problemi più rilevanti è quello della miscelazione di particelle aventi proprietà diverse dal momento che tendono a segregare spontaneamente. Pertanto, lo sviluppo di strumenti per prevedere la segregazione è essenziale per controllare e ridurre al minimo il fenomeno. Questo progetto di ricerca riguarda la modellazione numerica dei meccanismi di segregazione in materiali sfusi, per miscele con vari gradi e tipi di dispersione particellare e applicati a diversi contesti industriali. Nello specifico, studieremo dapprima la segregazione per dimensione in miscele binarie diluite. Successivamente tratteremo la segregazione per taglia in sistemi di particelle multicomponenti e polidispersi. In questi casi, le equazioni di segregazione sono accoppiate con la reologia del flusso solido in modo bidirezionale. Poiché l’accoppiamento bidirezionale è piuttosto complesso, esistono solo pochi altri studi a riguardo. Proporremo poi un nuovo modello matematico per descrivere la segregazione per densità in miscele binarie. A differenza dei modelli precedenti, in questo caso utilizzeremo un accoppiamento unidirezionale. Inoltre, il campo di velocità sarà determinato direttamente da soluzioni analitiche piuttosto che risolvendo l’equazione di conservazione della quantità di moto. L’inclusione delle differenze di densità avrebbe portato a campi di velocità comprimibili e quindi, a modelli più complessi. Un ulteriore capitolo descrive un nuovo modello di segregazione per taglia che include la comprimibilità del campo di velocità. Ove possibile, i modelli saranno validati con esperimenti. Negli altri casi, la procedura di validazione si realizzerà con simulazioni DEM. Tutte le teorie sono in grado di riprodurre sia qualitativamente che quantitativamente ciò che accade nella realtà. Pertanto, i modelli di segregazione proposti rappresentano un ulteriore passo avanti verso una descrizione completa e accurata della segregazione in una varietà di flussi granulari densi. Questi modelli possono inoltre aiutare gli ingegneri a sviluppare strategie di mitigazione, a progettare e dimensionare razionalmente apparecchiature e a sviluppare più efficaci sistemi di controllo di processo.
Granular materials are deeply rooted in the long history of science and technology. Furthermore, several industries process granular materials routinely, including chemical, food and pharmaceutical industries. Handling and processing of these materials remain a major challenge in numerous industrial applications. The main difficulty regards the mixing of particles with different properties because of their tendency to segregate spontaneously. Thus, the development of tools for predicting segregation is essential in order to control and minimize the occurrence. This research project is concerned with the numerical modelling of segregation mechanisms in bulk materials for mixtures with varying degrees and types of particle dispersity, in many industrial settings. More specifically, we first study size-driven segregation in diluted binary mixtures. We then tackle segregation due to size differences in multi-component and polydisperse particle systems. In these cases, the segregation equations are fully coupled with the solid flow rheology. Since the coupling is challenging, only a few other studies exist in this area. We then propose a new mathematical model for density-driven segregation in binary mixtures. Unlike the previous models, in this case, we employ a one-way coupling. Furthermore, the velocity field is determined directly from analytic solutions rather than by solving the momentum equation. The inclusion of density differences would have led to compressible velocity fields and hence, to more complex models. An additional chapter describes a new model for particle-size segregation that include the compressibility of the velocity field. Wherever possible, the models are validated in a two-way comparison among experiments and theory. In the other cases, the validation procedure is accomplished with DEM simulations. All theories are capable of reproducing both qualitatively and quantitatively what happens in reality. Thus, the proposed segregation models represent a step towards a complete and accurate description of segregation in a variety of dense granular flows. Furthermore, the models can help engineers in developing mitigation strategies and in rationally designing and scaling equipment, processes, and process control.

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Baldazzi, Luca <1982&gt. "Problemi di diagnostica e restauro dei materiali decorativi nell'architettura Liberty in Emilia-Romagna." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amsdottorato.unibo.it/4673/1/Baldazzi_Luca_tesi.pdf.

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Abstract:

Le pietre artificiali ed i cementi artistici utilizzati durante la stagione Liberty rappresentano tutt’oggi un patrimonio artistico non ancora sufficientemente studiato. In seguito ad una ricerca bibliografica su testi e riviste dei primi anni del Novecento, è stata eseguita una ricognizione del patrimonio architettonico emiliano-romagnolo, al fine di valutarne i materiali e le tipologie di degrado più diffuse. Le città e le zone oggetto di studio sono state: Bologna, Ferrara, Modena e provincia, Reggio Emilia, Parma, Firenze, la Romagna e le Marche settentrionali. Tra gli edifici individuati sono state analizzate le decorazioni e gli intonaci di tre edifici ritenuti particolarmente significativi: il villino Pennazzi (noto anche come Villa Gina) a Borgo Panigale (Bologna), villa Verde a Bologna e l’ex-albergo Dorando Pietri a Carpi. Da tali edifici sono stati selezionati campioni rappresentativi delle diverse tipologie di decorazioni in pietra artificiale e successivamente sono stati caratterizzati in laboratorio tramite diffrattometria a raggi x (XRD), termogravimetria (TGA), microscopio ottico in sezioni lucide, microscopio elettronico a scansione (SEM) e porosimetria ad intrusione di mercurio (MIP). In particolare per Villa Verde sono state formulate e caratterizzate diverse tipologie di malte variando il tipo di legante ed il rapporto acqua/cemento, al fine di garantire la compatibilità fisico-meccanica con il supporto negli interventi di risarcimento delle lacune previsti nel restauro. L’attività sperimentale svolta ha permesso di mettere a punto un vero e proprio protocollo diagnostico per il restauro di questo tipo di decorazioni che potrà essere utilizzato sia nei casi di studio analizzati che per ogni futuro intervento.
Artificial stones used during Liberty season are still today an artistic patrimony not sufficiently studied yet. After a bibliographical research on books and journals of the first years of the XX century, a recognition of the architectural patrimony of Emilia-Romagna was performed, with the purpose of evaluating the most diffused typologies of decay. Cities and regions that were taken into account are: Bologna, Ferrara, Modena, Reggio Emilia, Parma, Florence, Romagna region and the northern Marche region. Among the studied buildings, the decorations and the plasters of three buildings, considered as more relevant, were analyzed: villa Pennazzi (known also as Villa Gina) in Borgo Panigale suburb (Bologna), Villa Verde in Bologna and the ex-hotel Dorando Pietri in Carpi. From such buildings, representative samples of the different typologies of decorations have been selected and characterized in laboratory using: X-Ray Diffraction (XRD), Thermogravimetry (TG), Optical Microscope in polished section, Scanning Electron Microscope (SEM) and Mercury Intrusion Porosimetry (MIP). In particular, for Villa Verde different typologies of repair mortars were formulated, varying the type of binder and water/cement ratio, with the purpose of guaranteeing the physical-mechanical compatibility with the support. The performed activity allowed to set a real diagnostic protocol for the restoration of this type of decorations, which can be used not only in the analyzed cases of study but also for every future restoration.

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Baldazzi, Luca <1982&gt. "Problemi di diagnostica e restauro dei materiali decorativi nell'architettura Liberty in Emilia-Romagna." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amsdottorato.unibo.it/4673/.

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Abstract:

Le pietre artificiali ed i cementi artistici utilizzati durante la stagione Liberty rappresentano tutt’oggi un patrimonio artistico non ancora sufficientemente studiato. In seguito ad una ricerca bibliografica su testi e riviste dei primi anni del Novecento, è stata eseguita una ricognizione del patrimonio architettonico emiliano-romagnolo, al fine di valutarne i materiali e le tipologie di degrado più diffuse. Le città e le zone oggetto di studio sono state: Bologna, Ferrara, Modena e provincia, Reggio Emilia, Parma, Firenze, la Romagna e le Marche settentrionali. Tra gli edifici individuati sono state analizzate le decorazioni e gli intonaci di tre edifici ritenuti particolarmente significativi: il villino Pennazzi (noto anche come Villa Gina) a Borgo Panigale (Bologna), villa Verde a Bologna e l’ex-albergo Dorando Pietri a Carpi. Da tali edifici sono stati selezionati campioni rappresentativi delle diverse tipologie di decorazioni in pietra artificiale e successivamente sono stati caratterizzati in laboratorio tramite diffrattometria a raggi x (XRD), termogravimetria (TGA), microscopio ottico in sezioni lucide, microscopio elettronico a scansione (SEM) e porosimetria ad intrusione di mercurio (MIP). In particolare per Villa Verde sono state formulate e caratterizzate diverse tipologie di malte variando il tipo di legante ed il rapporto acqua/cemento, al fine di garantire la compatibilità fisico-meccanica con il supporto negli interventi di risarcimento delle lacune previsti nel restauro. L’attività sperimentale svolta ha permesso di mettere a punto un vero e proprio protocollo diagnostico per il restauro di questo tipo di decorazioni che potrà essere utilizzato sia nei casi di studio analizzati che per ogni futuro intervento.
Artificial stones used during Liberty season are still today an artistic patrimony not sufficiently studied yet. After a bibliographical research on books and journals of the first years of the XX century, a recognition of the architectural patrimony of Emilia-Romagna was performed, with the purpose of evaluating the most diffused typologies of decay. Cities and regions that were taken into account are: Bologna, Ferrara, Modena, Reggio Emilia, Parma, Florence, Romagna region and the northern Marche region. Among the studied buildings, the decorations and the plasters of three buildings, considered as more relevant, were analyzed: villa Pennazzi (known also as Villa Gina) in Borgo Panigale suburb (Bologna), Villa Verde in Bologna and the ex-hotel Dorando Pietri in Carpi. From such buildings, representative samples of the different typologies of decorations have been selected and characterized in laboratory using: X-Ray Diffraction (XRD), Thermogravimetry (TG), Optical Microscope in polished section, Scanning Electron Microscope (SEM) and Mercury Intrusion Porosimetry (MIP). In particular, for Villa Verde different typologies of repair mortars were formulated, varying the type of binder and water/cement ratio, with the purpose of guaranteeing the physical-mechanical compatibility with the support. The performed activity allowed to set a real diagnostic protocol for the restoration of this type of decorations, which can be used not only in the analyzed cases of study but also for every future restoration.

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Bandini, Simone <1976&gt. "La risalita capillare nei materiali da costruzione porosi e processi elettrocinetici." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1780/1/bandini_simone_tesi.pdf.

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Bandini, Simone <1976&gt. "La risalita capillare nei materiali da costruzione porosi e processi elettrocinetici." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1780/.

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Annunziata, Raffaella. "Analisi dei processi di Supply Chain. Il problema dei mancanti: studio di due casi reali." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2010. http://amslaurea.unibo.it/1326/.

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Abstract:

L'elaborato di tesi sviluppato ha come obiettivo l'ottimizzazione della Supply Chian di contesti manufatturieri con particolare attenzione alle procedure di approvvigionamento dei materiali e al problema dei materiali "mancanti" in produzione.Viene esposto il risultato di un’attività di analisi di due casi reali per l’ottimizzazione dell'impatto logistico del problema dell'alimentazione di sistemi di fabbricazione e montaggio. Lo studio è stato affrontato definendo un approccio basato su una duplice analisi del processo, top-down e bottom-up. Le due analisi condotte hanno permesso di procedere alla mappatura dell’intero processo end to end (che inizia con le richieste del cliente e termina con la consegna dei prodotti allo stesso) e di individuare le criticità in esso presenti, sulla base delle quali sono state fornite una serie di linee guida per la risoluzione del problema dei mancanti. I risultati ottenuti hanno evidenziato che l’ottimizzazione dell’area di pianificazione permette di migliorare la qualità dei dati in ingresso all’intero processo con conseguente diminuzione del numero di materiali mancanti. Tuttavia, la trasversalità dell’argomento ai processi aziendali impedisce la definizione di un approccio al problema focalizzato su un’area specifica. Infine, è stata eseguita una bozza di valutazione economica per la stima dei tempi di recupero degli investimenti necessari.

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Fusi, Francesco <1985&gt. "Sviluppo, ottimizzazione delle prestazioni e caratterizzazione di materiali compositi a matrice amorfa." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amsdottorato.unibo.it/5291/1/Fusi_Francesco_Tesi_Compositi.pdf.

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Abstract:

Durante l'attività di ricerca sono stati sviluppati tre progetti legati allo sviluppo e ottimizzazione di materiali compositi. In particolare, il primo anno, siamo andati a produrre materiali ceramici ultrarefrattari tenacizzati con fibre di carburo di silicio, riuscendo a migliorare il ciclo produttivo e ottenendo un materiale ottimizzato. Durante il secondo anno di attività ci siamo concentrati nello sviluppo di resine epossidiche rinforzate con particelle di elastomeri florurati che rappresentano un nuovo materiale non presente nel mercato utile per applicazioni meccaniche e navali. L'ultimo anno di ricerca è stato svolto presso il laboratorio materiali di Ansaldo Energia dove è stato studiato il comportamenteo di materiali per turbine a gas.
During the PhD were developed three projects related to the development and optimization of composite materials. In particular, the first year, we went to produce ceramic materials for refractory application, toughened with fibers of silicon carbide, managing to improve the production cycle and to obtain an optimized material. During the second year of operation, we have focused in the development of epoxy resins reinforced with particles of Fluorinated elastomers, that represent a new material not found in the market useful for mechanical and naval application. The last year of research has been done in the Materials laboratory of Ansaldo Energia were has been studied materials for gas turbines and their application.

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Fusi, Francesco <1985&gt. "Sviluppo, ottimizzazione delle prestazioni e caratterizzazione di materiali compositi a matrice amorfa." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amsdottorato.unibo.it/5291/.

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Abstract:

Durante l'attività di ricerca sono stati sviluppati tre progetti legati allo sviluppo e ottimizzazione di materiali compositi. In particolare, il primo anno, siamo andati a produrre materiali ceramici ultrarefrattari tenacizzati con fibre di carburo di silicio, riuscendo a migliorare il ciclo produttivo e ottenendo un materiale ottimizzato. Durante il secondo anno di attività ci siamo concentrati nello sviluppo di resine epossidiche rinforzate con particelle di elastomeri florurati che rappresentano un nuovo materiale non presente nel mercato utile per applicazioni meccaniche e navali. L'ultimo anno di ricerca è stato svolto presso il laboratorio materiali di Ansaldo Energia dove è stato studiato il comportamenteo di materiali per turbine a gas.
During the PhD were developed three projects related to the development and optimization of composite materials. In particular, the first year, we went to produce ceramic materials for refractory application, toughened with fibers of silicon carbide, managing to improve the production cycle and to obtain an optimized material. During the second year of operation, we have focused in the development of epoxy resins reinforced with particles of Fluorinated elastomers, that represent a new material not found in the market useful for mechanical and naval application. The last year of research has been done in the Materials laboratory of Ansaldo Energia were has been studied materials for gas turbines and their application.

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Giorgini, Federica. "Caratterizzazione dei materiali per membrane di dialisi attraverso lo studio dei meccanismi di trasporto." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/17904/.

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Abstract:

L’insufficienza renale è una condizione che colpisce milioni di persone al mondo. Gli individui affetti da patologie renali sono purtroppo soggetti ad un progressivo ed inesorabile peggioramento della qualità della vita. Al giorno d’oggi è possibile garantire una vita normale ai pazienti, grazie a un procedimento chiamato dialisi. Esistono diverse tecniche dialitiche ma tutte si propongono lo stesso obiettivo: sostituire la funzione renale nei soggetti in cui questa sia irrimediabilmente compromessa. Le tecniche dialitiche si sono evolute nel corso degli anni e tra le innovazioni di maggior importanza si evidenzia l’impiego di nuovi materiali per la realizzazione della membrana di dialisi. In questo studio di tesi si è analizzato lo stato dell’arte dei materiali impiegati per la produzione di membrane attualmente in uso su macchine di dialisi, studiando i fenomeni di trasporto della materia attraverso una membrana semipermeabile e i parametri che la caratterizzano. In particolare si è rivolta l’attenzione a come questi materiali possano garantire una maggior efficienza nella rimozione delle tossine e nella riduzione della mortalità associata al contatto della membrana con il sangue, permettendo di migliorare la qualità della terapia dialitica mediante la possibilità di realizzare fibre con diverse caratteristiche ottenute agendo sui parametri fondamentali delle membrane come cut off, coefficienti di ultrafiltrazione e di sieving e a loro volta questi parametri uniti alla possibilità di disporre le fibre all’interno dei filtri secondo diverse geometrie, in base alle esigenze, permettono di adattare la terapia di dialisi alle necessità di ciascun paziente.

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Cesari, Gaia <1981&gt. "Sintesi e proprietà di nuovi materiali polimerici a base tiofenica per applicazioni innovative." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2008. http://amsdottorato.unibo.it/717/1/Tesi_Cesari_Gaia.pdf.

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Cesari, Gaia <1981&gt. "Sintesi e proprietà di nuovi materiali polimerici a base tiofenica per applicazioni innovative." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2008. http://amsdottorato.unibo.it/717/.

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BUOSO, Alessandra. "La piezoresistività dei compositi cementizi rinforzati con nanotubi in carbonio." Doctoral thesis, Università degli studi di Bergamo, 2013. http://hdl.handle.net/10446/28962.

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Abstract:

Carbon nanotubes (CNT) are based on one or more sheets of graphite rolled up into a tube. Adding carbon nanotubes, the electrical resistivity of cementitious composites changes by varying the stress conditions. Variation in the electric resistivity can be ascribed to the increase in the number of contact points of CNTs by increasing loading: the higher the compressive stress, the higher the contact points, the lower the resistivity. This particular CNT behaviour can be used to evaluate the level of stress in reinforced concrete structures, to monitor the traffic flow, to weigh vehicles, to control the entrance in restricted areas, to switch on electrical or heating equipments. In the present work data on rheological and mechanical properties, electrical resistivity and pressure-sensitive behaviour under cyclic compressive loading of cement composites containing multi-walled carbon nanotubes (MWNT) are presented. Results show that carbon nanotubes improve the flexural and compressive strength of cementitious composites only if they are efficiently dispersed. In fact, in order to form a conductive network and enhance the piezoresistive properties of cementitious mixtures, Carbon NanoTubes (CNTs) were dispersed in the cement matrix by two different methods: only by sonication and by a surfactant (LAS) in an aqueous solution. At the end of the mixing procedure, a defoamer (tributyl phosphate) was added in order to decrease the air bubble in MWNT filled cement-based composites created by the surfactant. Moreover, the addition of CNTs leads to a notable decrease in volume electrical resistivity and enhances the pressure sensitivity of the cementitious mixtures. Experimental results show that the electrochemical impedance changes synchronously with the compressive stress levels for all the specimens. Moreover, the piezoresistive response is better for cement composites and increases adding more CNTs percentage.

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Stoppato, Matteo. "Bone Tissue Engineering: structures and strategies for functional scaffold design and evaluation." Doctoral thesis, Università degli studi di Trento, 2013. https://hdl.handle.net/11572/369258.

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Abstract:

Skeletal tissue has a good ability to self-regenerate after injury through the processes of bone healing. However, bone can suffer from a wide range of pathologies, cancers or congenital defects which lead to loss of bone mass and density. Current progresses in tissue engineering have shown great potential for creating biological alternatives and new perspectives for the treatment of bone damage and defects. In this approach, scaffolding plays a pivotal role. In particular, the principles of biomimesis have to be followed and the scaffolds have to be designed to this purpose. Furthermore, these tissue engineered systems have not only to support and guide the new tissue formation, but they have to induce a complete tissue functionality. The aim of this research work was the application of these advanced principles to produce and evaluate scaffolds for bone regeneration. Starting from the idea to mimic the extracellular matrix (ECM), template that characterizes the early step of the bone healing process, we design scaffolds for the evaluation of biological outputs considering the initial ECM produced by cells. We used two polymers, naturally (silk fibroin) or synthetically (poly-d,l-lactic acid) derived, and we modulated scaffold geometry (random vs ordered pore distribution), pore size and chemical composition, combining spongy and fibrous structures. The scaffolds were indeed considered as models, to investigate if they control cell production of type I collagen, principle component of the natural template for the final mineralization. Moreover, due to the key role of vessel formation in tissue engineering and the correlation between osteoblasts and endothelial cells, the influence of the scaffolds on angiogenesis and vascularisation was assessed. The innovation of this study consists in the evaluation shift from the final healing stage to the earlier stages. In fact, the results emphasize the possibility to correlate the scaffold morphology to type I collagen assembly, which in turn affects the final mineralization process, allowing to evaluate the tissue produced by osteoblasts from the first steps of bone formation. Moreover, we were able to control some cell behaviours changing construct properties. In a future research, a segmental bone defect models should be considered to better characterize the role of scaffold features during bone healing process and to determine if it would be better to use scaffolds which favour angiogenesis or mineralization to speed up a physiological bone regeneration process.

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Tinku, Sajina. "Micro fabrication technologies for tear fluid sensors for functional contact lens applications." Doctoral thesis, Università degli studi di Trento, 2016. https://hdl.handle.net/11572/368430.

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Abstract:

Functional multi-purpose contact lenses have recently attracted attention as suitable means to exploit the characteristics of the eye to diagnose diseases and for drug delivery. Such enrichment of the normal contact lenses are mainly achieved by the integration of different components like micro sensors and microelectronics onto the contact lens substrate. The surface of our eye is an interesting chemical interface, which acts like a window into the human body. For example, intraocular pressure is a surrogate marker of cardiovascular health. Just like the blood, the eye tear contains many health parameters which could be used to diagnose various illness. Therefore, a contact lens with integrated biosensors shall provide health professionals with a new tool for research studies and for diagnosing diseases in a novel way without traditional lab works. Motivated by this fact, this thesis deals with the integration of biosensors on contact lens to sense the eye tear film solution. The contact lens is made of polydimethylsiloxane (PDMS) and the sensor is bare gold electrodes patterned using micro fabrication technology. However there are several challenges that need to be addressed before reaching the final functional contact lens with incorporated micro devices and micro sensors for biomedical applications. One such challenge is related to the metallization on polymer substrates. The results are presented in the direction of realizing robust metal patterns on polymer substrates. Comparison study of various metallization techniques on different polymer substrates like PDMS, PET(Polyethylene terephthalate) to name a few and different metals patterned like Ag, Au to name a few are presented and thus emphasizing the reasons for the selection of polymer and micro fabrication technique used for the final device. Surface characterization of the patterned metal is performed using various techniques and the analyzed data are presented. Specific steps and solutions to issues like crack formation and adhesion of the metal on the polymer substrates are also discussed. An electrochemical sensor for the diagnosis of Keratoconjuctivitis sicca or dry eye syndrome (DES) is presented. Aqueous layer in the tear film plays an important role in maintaining the moisture inside the eye. This layer consists of proteins, carbohydrates, oxygen and some inorganic salts. It has been shown that in dry eye patients, the salt content in the tear film is higher compared to that of a healthy person. So to diagnose dry eye syndrome, we developed an impedimetric sensor to measure the resistance of the eye tear solution and we conduct associated experiments to analyze the performance. An inverse relationship between solution resistance and saline concentration in a log10vslog10 plot was confirmed. The fabricated sensors were tested for reproducibility of the results and the DES severity scale falls well inside the detection limit of the sensor. The work is wrapped up by the proof of concept experiments performed for the wireless transmission of the data from the sensor using resonance RLC circuit.

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Infante, Eleonora. "Influenza dei parametri di processo delle caratteristiche meccaniche di materiali compositi." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/9505/.

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Abstract:

Lo scopo di questa tesi è valutare la resistenza a compressione e il valore del modulo elastico di tre laminati ottenuti con lo stesso materiale composito, CFRP, distinti in fase di laminazione dall’utilizzo di tre diverse tipologie di distaccante (peel-ply, film distaccante e controstampo). In questo modo è stato possibile valutare come quest’ultimi abbiano influito, in modo diverso per ogni laminato, sull’omogeneità dello spessore, sul peso, sulla fuoriuscita di resina e sulla percentuale volumetrica delle fibre. Tali fattori a loro volta hanno caratterizzato i valori di resistenza a compressione e modulo elastico. Nei capitoli successivi è descritto un metodo di analisi a compressione dei materiali compositi, a matrice epossidica rinforzata con fibre di carbonio (CFRP), denominato Combined Loading Compression (CLC) Test Method, basato sull’applicazione, combinata, del carico sul campione, a taglio e all’estremità. La realizzazione dei provini è stata effettuata presso i laboratori dell’università: sono stati realizzati 3 laminati, per ognuno dei quali si è scelto di utilizzare su ogni pezzo una diversa tipologia di distaccante: controstampo, film distaccante e peel-ply, allo scopo di valutare quanta resina uscirà dal manufatto una volta in autoclave e quanta variazione di spessore avremo. Da ognuno di questi laminati sono stati ricavati 5 provini. La campagna sperimentale è stata condotta presso il Laboratorio Tecnologie dei Materiali Faenza (TEMAF). L’elaborazione dei dati è stata effettuata mediante l’utilizzo del software Office Excel, in cui sono stati calcolati i parametri fondamentali, suggeriti dalla normativa ASTM D6641/D6641M, per la caratterizzazione meccanica a compressione dei materiali CFRP.

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Chiva-Flor, Carla <1978&gt. "Studio di metodi di preparazione e caratterizzazione di nanostrutture per la funzionalizzazione di materiali ceramici." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2011. http://amsdottorato.unibo.it/3456/1/ChivaFlor_Carla_tesi.pdf.

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Abstract:

This thesis was carried out in the context of a co-tutoring program between Centro Ceramico Bologna (Italy) and Instituto di Tecnologia Ceramica, Castellón de la Plana (Spain). The subject of the thesis is the synthesis of silver nanoparticles and at their likely decorative application in the productive process of porcelain ceramic tiles. Silver nanoparticles were chosen as a case study, because metal nanoparticles are thermally stable, and they have non-linear optical properties when nano-structured, and therefore they develop saturated colours. The nanoparticles were synthesized by chemical reduction in aqueous solution, a method chosen because of its reduced working steps and energy costs. Besides such a synthesis method uses non-expensive and non-toxic raw material. By adopting this synthesis technique, it was also possible to control the dimension and the final shape of the nanoparticles. Several syntheses were carried out during the research work, modifying the molecular weight of the reducing agent and/or the firing temperature, in order to evaluate the influence such parameters have on the Ag-nanoparticles formation. The syntheses were monitored with the use of UV-Vis spectroscopy and the average dimension as well as the morphology of the nanoparticles was analysed by SEM. From the spectroscopic data obtained from each synthesis, a kinetic study was completed, relating the progress of the reaction to the two variables (ie temperature and molecular weight of the reducing agent). The aim was finding equations that allow the establishing of a relationship between the operating conditions during the synthesis and the characteristics of the final product. The next step was finding the best method of synthesis for the decorative application. For such a purpose the amount of nanoparticles, their average particle size, the shape and the agglomeration are considered. An aqueous suspension containing the nanoparticles is then sprayed over the fired ceramic tiles and they are subsequently thermally treated in conditions similar to the industrial one. The colorimetric parameters of the obtained ceramic tiles were studied and the method proved successful, giving the ceramic tiles stable and intense colours.

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Chiva-Flor, Carla <1978&gt. "Studio di metodi di preparazione e caratterizzazione di nanostrutture per la funzionalizzazione di materiali ceramici." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2011. http://amsdottorato.unibo.it/3456/.

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Abstract:

This thesis was carried out in the context of a co-tutoring program between Centro Ceramico Bologna (Italy) and Instituto di Tecnologia Ceramica, Castellón de la Plana (Spain). The subject of the thesis is the synthesis of silver nanoparticles and at their likely decorative application in the productive process of porcelain ceramic tiles. Silver nanoparticles were chosen as a case study, because metal nanoparticles are thermally stable, and they have non-linear optical properties when nano-structured, and therefore they develop saturated colours. The nanoparticles were synthesized by chemical reduction in aqueous solution, a method chosen because of its reduced working steps and energy costs. Besides such a synthesis method uses non-expensive and non-toxic raw material. By adopting this synthesis technique, it was also possible to control the dimension and the final shape of the nanoparticles. Several syntheses were carried out during the research work, modifying the molecular weight of the reducing agent and/or the firing temperature, in order to evaluate the influence such parameters have on the Ag-nanoparticles formation. The syntheses were monitored with the use of UV-Vis spectroscopy and the average dimension as well as the morphology of the nanoparticles was analysed by SEM. From the spectroscopic data obtained from each synthesis, a kinetic study was completed, relating the progress of the reaction to the two variables (ie temperature and molecular weight of the reducing agent). The aim was finding equations that allow the establishing of a relationship between the operating conditions during the synthesis and the characteristics of the final product. The next step was finding the best method of synthesis for the decorative application. For such a purpose the amount of nanoparticles, their average particle size, the shape and the agglomeration are considered. An aqueous suspension containing the nanoparticles is then sprayed over the fired ceramic tiles and they are subsequently thermally treated in conditions similar to the industrial one. The colorimetric parameters of the obtained ceramic tiles were studied and the method proved successful, giving the ceramic tiles stable and intense colours.

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Longo, Francesco. "Analisi e caratterizzazione dei materiali di rinforzo nelle sovrastrutture stradali." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016.

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Abstract:

Nel presente elaborato è stato studiato l'effetto prodotto dall'inserimento di interstrati di rinforzo tra strati legati di una pavimentazione. Si è realizzato un confronto tra due pavimentazioni, una rinforzata e l'altra di controllo, mediante il software di calcolo OLCRACK, aventi le medesime caratteristiche geometriche e gli stessi materiali. In questo modo è stato possibile osservare l'effetto della griglia di rinforzo nel contrastare e ritardare il fenomeno del reflective cracking. Parallelamente è stata effettuata un'indagine sperimentale in laboratorio su travetti bi-strato rinforzati con due tipologie differenti di griglie. I risultati hanno evidenziato l'importanza del ricoprimento sulla griglia, poiché i travetti più spessi hanno dato una risposta migliore alla vita a fatica. In più è stata osservata l'importanza della resistenza a trazione della griglia nell'incremento dei cicli a rottura dei provini.

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Papacharissis, Eufemia. "Il consolidamento dei calcari porosi nel restauro: metodologie di applicazione ed effetti di un nuovo trattamento inorganico a base di idrossiapatite." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amslaurea.unibo.it/6448/.

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Abstract:

Il degrado della pietra è un processo che causa la perdita di parti importanti del patrimonio architettonico, per tale ragione è importante intervenire con restauri conservativi. Per il caso specifico della fase del consolidamento, attualmente l'interesse è tornato su prodotti inorganici, perchè più compatibili con la pietra. In particolare i trattamenti a base di idrossiapatite sembrano molto promettenti perchè conferiscono coesione alla pietra degradata, senza alterarne la porosità e la permeabilità naturali, aspetto che non si riscontra per altri tipi di consolidanti.

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Ferrari, Martina. "La sala d'arme di Rocca Rangoni, Spilambero (MO) XV secolo: analisi dei materiali e restauro." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amslaurea.unibo.it/5453/.

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Franchini, Marco. ""Riorganizzazione dei flussi e della tracciabilità dei materiali in ottica di Lean Manufacturing: il caso di D.V.P. VACUUM TECHNOLOGY S.P.A."." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018.

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Abstract:

L'elaborato di tesi riguarda la riorganizzazione dei flussi all'interno di un'azienda in provincia di Bologna: "D.V.P. VACUUM TECHNOLOGY S.P.A.". Dopo un'iniziale introduzione che mi ha visto partecipe a fianco dei lavoratori dei vari reparti, si sono riscontrate le inefficienze relative ai flussi produttivi. Sono state valutate preliminarmente alcune migliorie possibili riguardanti vari aspetti: un documento PPAP tra cliente e fornitore per rendere il flusso in ingresso più lineare, una gestione più efficace dei lotti logistici, una rivalorizzazione dei codici a “kanban” e l’implementazione di una logica “pull” tramite l’introduzione di pre-assemblati. Inoltre, confrontandosi con il Planning Manager, si è valutato prioritario studiare un sistema di tracciabilità adatto alla realtà produttiva oggetto di studio. Grazie alla disponibilità dei lavoratori e alla loro collaborazione si è riuscito a progettare uno strumento di facile utilizzo e di estrema utilità per conoscere in ogni momento dove si trova la merce. Si sono elaborati i passi necessari per preparare l’azienda a questo cambiamento rendendo partecipi i lavoratori e mostrando l’avanzamento del lavoro svolto. Alla fine di questo studio si sono valutati i costi per implementare la tracciabilità all’interno del software gestionale in uso e si sono presentati i benefici che il progetto avrebbe portato. L’analisi effettuata è risultata da stimolo per l’azienda che implementerà questo sistema all’interno di un software di schedulazione della produzione, la cui progettazione mi vedrà in prima persona coinvolto nel prossimo futuro.

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Zago, Giulia <1987&gt. "STUDIO DEI MATERIALI PLASTICI A BASE POLIURETANICA: ALCUNI CASI DI STUDIO DAL TRIENNALE DESIGN MUSEUM DI MILANO." Master's Degree Thesis, Università Ca' Foscari Venezia, 2013. http://hdl.handle.net/10579/3494.

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Abstract:

Questo lavoro di tesi ha l'obiettivo di studiare i materiali plastici a base poliuretanica di alcuni oggetti di Design, realizzati nel periodo del Design Industriale Italiano (a partire degli anni '70). Questi oggetti, conservati nel Triennale Design Museum a Milano, sono: "Sedilsasso e sassi" di Pietro Gilardi, "Cactus" di Dracco e Miello e "Capitello" di Studio 65. Queste opere di design sono state indagate attraverso diverse tecniche analitiche (Microscopia ottica in luve visibile e UV, Fluorescenza ai raggi X (XRF), Spettrometria Infrarossa a Riflettanza Totale FT-IR-ATR, Gascromatografia accoppiata con Spettrometria di Massa Py-GC-MS) per individuarne i materiali costitutivi della schiuma poliuretanica, del rivestimento pittorico e dello strato protettivo e per studiare i fenomeni di degrado riscontrati.

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Addabbo, Fabio. "Il taglio laser dei materiali metallici e non: qualità e criticità del processo." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/23425/.

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Abstract:

La trattazione presenta un'analisi del taglio di diversi tipo di materiali con differenti tecnologie di taglio laser. L'analisi è stata effettuata durante il periodo di tirocinio svolto in un'azienda che si occupa della carpenteria metallica e nello specifico del taglio laser.

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Dissertations / Theses on the topic 'INGEGNERIA E SCIENZA DEI MATERIALI'

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