Le tematiche di ricerca possono essere sintetizzate come segue:
- Caratterizzazione e diagnostica di sistemi isolanti per applicazioni elettriche
L’attività si focalizza sulla caratterizzazione di diversi materiali polimerici usati come isolanti all’interno di sistemi elettrici, come cavi e trasformatori. La caratterizzazione avviene a diversi livelli, partendo dalla caratterizzazione microscopica del materiale attraverso l’uso di tecniche chimico-fisiche, fino ad arrivare, più dettagliatamente, all’analisi macroscopica delle proprietà elettriche. Quest’ultima avviene attraverso analisi sperimentali quali: misure di conducibilità, correnti di polarizzazione/depolarizzazione, rigidità dielettrica, carica di spazio e spettroscopia dielettrica.
Grande attenzione è riposta nell’analisi dell’evoluzione di tali proprietà ad opera di fenomeni di invecchiamento, causa del peggioramento delle performance sia meccaniche che elettriche dell’isolante. Per tale ragione, all’interno di questa tematica di ricerca, l’uso di tecniche elettriche non distruttive è proposto come metodo diagnostico per definire lo stato dell’isolamento.
- Modellizzazione fenomenologica dell’invecchiamento e della vita di materiali isolanti
L’attività di ricerca riguarda lo sviluppo di modelli fenomenologici atti a predire l’evoluzione delle proprietà elettriche con l’invecchiamento del sistema isolante. Tali modelli, costruiti a partire da dati sperimentali, permettono di ottenere informazioni sulla resistenza del materiale a sforzi esterni (es. campo elettrico e temperatura) e di valutare la vita dell’isolamento.
- Modellistica multi-scala e multi-fisica dei materiali isolanti
L’attività si focalizza sullo sviluppo di modelli multi-scala finalizzati all'analisi predittiva delle proprietà elettriche di materiali isolanti soggetti ad invecchiamento. Per questa attività, vengono adoperati software di modellistica molecolare applicati alle strutture di polimeri isolanti, al fine di derivarne le proprietà microscopiche come la polarizzabilità elettrica. L’utilizzo di modelli multi-scala permette di legare tali quantità alle proprietà macroscopiche del materiale, come la permettività elettrica. Infine, le concentrazioni dei prodotti di degradazione, ottenute per mezzo di modelli cinetico-chimici, vengono implementate nel modello al fine di ottenere i valori e l’andamento della proprietà elettrica nel tempo.
- Sviluppo di materiali nanocompositi innovativi a base polimerica per applicazioni in ambito energetico. Tale attività è finalizzata al design e caratterizzazione di materiali isolanti nano-strutturati con ottimizzate proprietà termiche ed elettriche. Tali materiali hanno dimostrato di poter limitare, tra le altre proprietà, l’accumulo di carica di spazio e i fenomeni legati alle scariche parziali, garantendo migliori performance ed endurance dell’isolamento elettrico soprattutto nell’utilizzo in sistemi ad alta tensione continua (HVDC).
