La scienza dei materiali è il complesso campo interdisciplinare associato alla scoperta, alla produzione e all'applicazione di nuove soluzioni materiali. Si occupa fondamentalmente di comprendere la struttura fisiochimica di un materiale liquido, solido o amorfo, nonché le sue proprietà, prestazioni e capacità di lavorazione. Questi principi generali sono noti come caratterizzazione dei materiali.
La caratterizzazione dei materiali è stata effettuata utilizzando una serie di metodi consolidati. Queste tecniche rientrano grosso modo in una delle due categorie: caratterizzazione invasiva o non invasiva dei materiali. Ognuna di esse presenta vantaggi e svantaggi per la valutazione delle prestazioni dei materiali sotto stress termodinamico o a riposo.
Una delle principali sfide delle tecniche di caratterizzazione invasive è evitare la denaturazione di formulazioni complesse durante l'esperimento. Al giorno d'oggi, molti materiali industriali sono costituiti da più composti (riempitivi, leganti, addensanti, particolati, goccioline, solventi, polimeri, ecc. Queste interazioni possono essere alterate da tecniche invasive. Queste sono appropriate solo se permettono di imitare o riprodurre le condizioni di lavorazione di un prodotto durante le condizioni di produzione, conservazione o utilizzo. D'altra parte, le tecniche non invasive sono adatte allo studio di materiali molto sensibili o all'analisi di materiali a riposo per imitare le condizioni di stoccaggio.
La caratterizzazione innovativa dei materiali mira a rivoluzionare lo status quo della scienza dei materiali, con nuove metodologie di indagine e test che consentono di valutare in modo non invasivo le proprietà reologiche dei materiali fragili, la stabilità fisica delle dispersioni a riposo e le proprietà di flusso dei materiali a velocità di taglio specifiche per imitare il loro comportamento reologico.
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