CARACTERIZACION DE LA DISPERSION DE MICRO/NANO ADITIVOS MEDIANTE SENSADO ULTRARRAPIDO DE THZ

Año de inicio 2016
Organismo financiador AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION
Tipo de proyecto INV. COMPETITIVA PROYECTOS
Responsable científico Vidal Rodriguez Borja
Resumen La región espectral de los Terahercios (100 GHz 4 THz) es una banda todavía poco explotada debido a la dificultad de operar a estas frecuencias pero que acoge una multitud de interacciones entre radiación y materia que pueden ser aprovechadas para sensado y control de calidad obteniéndose información que no puede ser extraida con otras regiones espectrales. El proyecto pretende, por una parte, analizar un nuevo campo de aplicación para el sensado en THz: la medida del grado de dispersión de aditivos en materiales compuestos, y por otra desarrollar nuevas arquitecturas de generación y detección de señales de THz que reduzcan notablemente los elevados tiempos de medida de los espectrómetros temporales de THz. En concreto, estos dos objetivos son: En primer lugar se estudiará la viabilidad de usar radiación de THz para caracterizar el grado de dispersión de aditivos en materiales compuestos por suponer un problema de complejidad científica y a la vez que tendría un gran impacto en diferentes industrias de resultar viable. Dentro de los distintos materiales empleados en la industria, cada vez es más común el empleo de materiales compuestos por sus elevadas prestaciones. Para mejorar el comportamiento de plásticos, cerámicas, etc se añaden distintos aditivos: rellenos minerales, fibra de vidrio, fibra de carbono, y, cada vez más, nanopartículas (grafeno, nanotubos de carbono, nanopartículas de plata, etc). Dada la dificultad de medir el grado de dispersión de estos aditivos, los fabricantes emplean cantidades superiores a las necesarias para garantizar que habrá un mínimo de aditivo en todo el producto final y asegurar así sus propiedades (ignífugas, mecánicas, eléctricas, etc). Esto supone un sobrecoste en el producto final que resulta especialmente significativo en el caso de nanoaditivos por su elevado precio. Determinar el grado de dispersión de los aditivos añadidos a materiales compuestos, realizando esta medida en tiempo real, optimizaría la producción de compuestos plásticos y materiales cerámicos que son la base de una gran variedad de industrias y procesos tecnológicos. En segundo lugar, se investigarán plataformas de sensado suficientemente rápidas como para operar directamente sobre la propia línea de producción y que permitan monitorizar en tiempo real distintos procesos industriales, y en particular, la inspección de materiales compuestos lo que permitirá optimizar la concentración de aditivos en el propio proceso de fabricación y ajustar de forma dinámica las dosificaciones. Ambos objetivos contribuirán a mejorar la competividad y reducir el impacto de diferentes sectores industriales (plástico, cerámica, etc) en el medioambiente al facilitar el ajuste de las concentraciones y poder medir la calidad en tiempo real para minimizar el consumo de energía y materias primas. La demostración de los dos objetivos propuestos supondría un cambio de paradigma en el control de calidad de distintos procesos industriales lo que permitiría abaratar los costes de producción, mejorar la calidad del producto final y reducir el impacto industrial en el medioambiente al mejorar la eficiencia en el uso de materias primas.