Nanosurfaces

Anodizzazione

Trattamento di ossidazione anodica del titanio e sue leghe in grado di aumentare lo spessore del film di ossido


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Il titanio deve la sua resistenza alla corrosione alla presenza di un film protettivo di ossido di titanio dello spessore di pochi nanometri, che può essere modificato nello spessore, nella composizione chimica e nella struttura cristallina, consentendo di ottenere proprietà assolutamente particolari.
Tramite una tecnica elettrochimica di ossidazione anodica o anodizzazione (1) è possibile aumentare lo spessore del film di ossido da pochi nanometri ad alcune centinaia di nanometri, aumentando anche la resistenza a corrosione e agli agenti atmosferici del titanio stesso.
Aumentando lo spessore del film, per un fenomeno di interferenza ottica connessa alla diffrazione dei raggi luminosi all’interno dell’ossido (2), il titanio assume colori di interferenza (3), che dipendono dallo spessore del film, a sua volta dipendente dal potenziale di anodizzazione (4).
Poiché lo spessore del film non viene modificato per esposizione agli ambienti “naturali”, il colore di interferenza ottenuto è stabile nel tempo (5).
Il trattamento, inizialmente sviluppata dal Prof. Pietro Pedeferri per le sue opere artistiche (opere uniche non riproducibili)(6-9) è stato anche utilizzato per rivisitare vari oggetti del design (10-12)(portapenne © Rexite).

Anodic Spark Deposition

Trattamento di ossidazione anodica ad alto voltaggio del titanio e sue leghe in grado di modificare composizione e proprietà del film di ossido

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L’Anodic Spark Deposition è una particolare tecnica di ossidazione anodica del titanio e delle sue leghe realizzata imponendo valori di tensione molto elevati (1-2).
Il film di ossido che si forma è un isolante; se la tensione applicata viene portata a valori molto elevati il film inizia a fessurarsi e si innescano dei microarchi elettrici che determinano fusione e risolidificazione locale del film di ossido (3).
In questo modo nel film possono venire inglobate specie contenute nella soluzione di anodizzazione in grado di migliorarne il comportamento corrosionistico o di permettere il lento rilascio di sostanze (4-5).
Al termine del trattamento di Anodic Spark Deposition è possibile realizzare anche un trattamento meccanico (rullatura, pallinatura, burattatuta) con l’obiettivo di compattare il film di ossido, comportamento corrosionistico e portando la rugosità a valori finali molto bassi. Ciò determina un netto miglioramento delle prestazioni meccaniche dei componenti trattati in termini di aumento della resistenza alla fatica, al grippaggio, all’usura e alla corrosione per sfregamento (6).

Attacchi chimici

Trattamenti di elettrolucidatura dell’acciaio inossidabile e di attacco chimico di acciai inossidabili e titanio



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I trattamenti chimici ed elettrochimici dei metalli (in particolare acciaio inossidabile e titanio) sono una delle tecniche di maggior interesse per la finitura di componenti metallici.
Questi sono infatti in grado di rimuovere tutti i contaminanti presenti sulla superficie (inquinanti ambientali, residui e oli di lavorazione), garantire una ottimale finitura superficiale (aumentando o diminuendo in modo programmato la rugosità superficiale), garantire un effetto igienizzante e, se seguito da confezionamento in camera bianca e sterilizzazione, di garantire il livello di sterilità richiesto dalle normative per applicazioni biomedicali.
Mentre in genere l’elettrolucidatura rende le superfici uniformi e a specchio, i trattamenti di attacco chimico, se eseguiti dopo idonea mascheratura della superficie, possono permettere di ottenere differenti morfologie e texture superficiali in relazione alla specifica applicazione, si pensi ad esempio agli impianti dentali osteointegrati e alla gioielleria seminobile (1-5).
NanoSurfaces ha ormai un elevato know-how che le permette la realizzazione sia di trattamenti standard sia di trattamenti personalizzati in relazione alle esigenze del cliente.

Sol-gel

Produzione di soluzioni sol per la deposizione di film nano strutturati in particolare di ossido di titanio con proprietà foto catalitiche e autopulenti

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La tecnologia sol-gel parte da precursori metallorganici o inorganici in soluzione, che tramite processi di idrolisi e condensazione (1) formano soluzioni di nanoparticelle di ossido (TiO₂, SiO₂, ecc.) che, in opportune condizioni, passando attraverso la fase gel, consentono di formare ceramici massivi, nanoparticelle, fibre o film sottili (2-3).
In particolare una volta prodotte le soluzioni sol possono essere facilmente depositate per ottenere film nanostrutturati (4-8) praticamente su qualsiasi substrato (9) ricorrendo a tecniche quali immersione (10), spruzzatura (11), spin-coating (12) o nel caso di tessuti foulardaggio (13).
Modificando le condizioni di sintesi i film possono essere dotati di svariate funzionalità, quali proprietà fotocatalitiche (14) per depurazione ambientale outdoor (15) e indoor (16-17), autopulizia per facciate e vetrate autopulenti (18-21), antibattericità (22-23) per superfici ospedaliere e giocattoli.
Nel campo del tessile soluzioni sol appositamente sviluppate sono in grado di offrire proprietà quali idrorepellenza, proprietà antimacchia e oleorepellenza, idrofilia, assorbimento del sudore, antibattericità, lento rilascio di aromi, farmaci o repellenti per insetti, schermatura da radiazioni UV (24-26).