Riassunto:
I liquidi polimerici, ampiamente utilizzati nelle industrie e nella vita quotidiana, possono mostrare comportamenti complessi in condizioni estreme. Uno di questi fenomeni intriganti è il cracking liquido, dove le molecole della catena liquida si rompono, portando a un improvviso rilascio di energia e alla frammentazione del materiale. Nonostante la sua importanza sia nei processi industriali che nella scienza fondamentale, le dinamiche dettagliate del cracking dei liquidi polimerici rimangono poco conosciute, principalmente a causa delle sfide associate alla cattura di questi rapidi eventi.
In questo studio, sfruttiamo la potenza dell’imaging ad alta velocità e dell’analisi multiscala per svelare i meccanismi alla base del cracking del liquido polimerico. Utilizzando configurazioni sperimentali progettate su misura e tecniche di imaging all'avanguardia, visualizziamo i processi di frattura in tempo reale, ottenendo informazioni senza precedenti sull'evoluzione delle strutture dei materiali durante la fessurazione. I nostri esperimenti rivelano schemi intricati di getti di liquidi, cavitazione e generazione di onde d’urto, che forniscono informazioni cruciali sulla dissipazione dell’energia e sui processi di frammentazione.
Manipolando parametri sperimentali come la composizione del polimero, la temperatura e le condizioni di stress, indaghiamo sistematicamente la relazione tra le proprietà del materiale e il comportamento alla fessurazione. I nostri risultati fanno luce sull’influenza dell’architettura molecolare, della densità di entanglement e delle proprietà viscoelastiche sulla dinamica del cracking dei liquidi. Questa conoscenza consente la progettazione razionale e l'ottimizzazione dei materiali polimerici, aprendo la strada al miglioramento delle prestazioni e della sicurezza in varie applicazioni tecnologiche.
In definitiva, il nostro lavoro colma il divario tra la comprensione fondamentale e le applicazioni pratiche, facendo avanzare il campo della fisica dei polimeri e della scienza dei materiali. Le conoscenze acquisite dai nostri esperimenti ad alta velocità possono guidare lo sviluppo di materiali polimerici più robusti, contribuendo alle innovazioni in tutti i settori, dall’elettronica e dall’energia alla sanità e all’aerospaziale.
