Ricercatrice cinese nel campo delle scienze ospite studia nuovi materiali plastici a base di materie prime rinnovabili

La professoressa cinese Dr.ssa Xinyan Shi è attualmente ospite nel campus. (Foto: Sebastian Kamerling/Ce)

La professoressa cinese Dr.ssa Xinyan Shi dell'Università di Scienza e Tecnologia di Qingdao (QUST) è attualmente ospite alla Technische Universität Kaiserslautern (TUK). Presso la cattedra di Compositi, la ricercatrice si occupa della stampa 3D di plastica. La particolarità: viene utilizzata la materia prima rinnovabile cellulosa, che dovrebbe migliorare le proprietà dei componenti stampati. Shi è in visita nell'ambito di un progetto di ricerca alla TUK, sostenuto dal Servizio Tedesco di Scambio Accademico (DAAD).

Con l'ausilio delle tecniche di stampa 3D, è possibile realizzare facilmente componenti complessi in plastica. Anche il team del professor Dr. Alois Schlarb presso la cattedra di Compositi lavora con questa tecnologia. Insieme alla professoressa Shi, i ricercatori studiano, ad esempio, come la cellulosa possa essere utilizzata in queste plastiche. Questo è il campo di specializzazione della ricercatrice ospite e del suo gruppo di lavoro. La cellulosa è una lunga molecola di zucchero. Costituisce la componente principale delle pareti cellulari delle piante ed è un residuo della lavorazione del legno.

Il team di ricercatori di Kaiserslautern sta lavorando per incorporare nelle plastiche la cosiddetta cellulosa nanocristallina (CNC). Essa possiede ottime proprietà meccaniche, oltre a un'elevata resistenza e rigidità, beneficiando anche il pezzo stampato finale. Nel processo, è importante che le particelle di cellulosa si distribuiscano uniformemente negli strati di plastica e si leghino bene ad essi. I ricercatori utilizzano in questo lavoro una bioplastica, chiamata acido polilattico (PLA), che è completamente biodegradabile.

L'obiettivo del progetto è che nella stampa 3D possano essere utilizzati cosiddetti materiali ibridi. Per ibridi si intendono combinazioni di materiali diversi su più scale, come ad esempio particelle di cellulosa nanometrica e altri additivi di varie dimensioni. In questo modo, è possibile creare materiali con proprietà diverse, su misura per le applicazioni specifiche.

Questi materiali e il metodo di stampa 3D sono di interesse per diversi settori, come l'industria automobilistica o la tecnologia medica.

La professoressa Shi rimarrà circa quattro settimane alla cattedra di Compositi. Nell'ambito del progetto biennale "Compositi ibridi di polimeri intrinseci a base di biomassa prodotti tramite stampa 3D" sono previsti ulteriori soggiorni.