1 Dip. di Fisica UniMoRe - Progetto Lauree Scientifiche – NanoLab Università degli Studi di Modena e Reggio E. Polimeri conduttivi.

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1 1 Dip. di Fisica UniMoRe - Progetto Lauree Scientifiche – NanoLab www.nanolab.unimore.it Università degli Studi di Modena e Reggio E. Polimeri conduttivi NanoLab: le nanoscienze in laboratorio. Corso di aggiornamento teorico-pratico su nanoscienze e nanotecnologie per docenti di materie scientifiche

2 2 Dove e quando? Isolanti e conduttori Resistenza elettrica Legge di Ohm Effetto tunnel Modello esponenziale Caratteristiche di un sensore Inquiry based science

3 Polimero drogato con nanotubi di carbonio: si nota la linearità della risposta Percolazione ● I composti tradizionali al carbonio si basano sul fenomeno della percolazione Soglia di percolazione ● R range tipicamente tra 10 3 e 10 2 ohm ● Risposta lineare Conducibilità: raggiunta la soglia di percolazione si ha un incremento drammatic, ma ben presto si raggiunge la saturazione

4 4 QTC Immagini TEM e SEM Dalle immagini al microscopio elettronico si notano due caratteristiche tipiche del QTC: ● Punte - favoriscono il tunnel quantistico degli e - → R → 0 ● Forte bagnabilità - il polimero della matrice aderisce ● garantendo il perfetto isolamento → R infinta

5 5 Confronto

6 6 Effetto tunnel

7 Prendiamo come ipotesi iniziale una diretta proporzionalità tra forza applicata e compressione. Si tratta di una semplificazione Procedura Pressione, Forza o Massa vs Resistenza? R (ohm)

8 8 Procedura Fig. 6- Masse tra 270 e 800 g In blu dati raccolti dopo 0 sec In rosso dati raccolti dopo 60 sec ● Apparato ultra economico ● Possibilità di modulare finemente la raccolta dati ● Riconoscere e disegnare un esponenziale

9 9 Caratteristiche di un buon sensore ● Tempo di risposta breve: prontezza ● Sensibilità ● Affidabilità, precisione ● Poco influenzato da fattori esterni ● Robustezza QTC sensore di pressione

10 10 Curve caratteristiche Il QTC ha comportamento ohmico? ● deformazione iniziale ● max voltaggio applicato ● storia Morsa: qualitativo Pesi : quantitativo

11 11 Curve caratteristiche Curve caratteristiche per R iniziale di 100 k , 900  e 10  Si nota ● Isteresi ● Regime di resistenza negativa ● R iniz diversa da R finale Consistenti con l'ipotesi di tunneling

12 12 Applicazioni

13 13 Applicazioni

14 14 Mani artificiali

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