Laboratorio “Fluidica e Robotica soft e di servizio”

Responsabili delle attività di Ricerca: Giuseppe Quaglia e Carmen Visconte

Obiettivi:

Il laboratorio ha come obiettivi lo studio, lo sviluppo e la caratterizzazione sperimentale di dispositivi e sistemi a fluido e di dispositivi per robotica soft. Si elencano di seguito alcuni esempi di attività:

Robotica Soft:

• Sviluppo di attuatori deformabili e bidirezionali (BiSoft.Q)
• Dispositivo aptico afferrabile per telemedicina e realtà virtuale/aumentata (PAL-HAND.Q)
• Polpastrelli sensorizzati per manipolazione di precisione (Soft Touch)
• Dispositivo a rigidezza variabile per la riabilitazione della mano

Fluidica:

• Sviluppo di microgocciolatori
• Sviluppo di micromescolatori statici
• Ugello per l’erogazione di prodotti alimentari ad elevata viscosità
• Caratterizzazione sperimentale della crema sulla superficie del caffè espresso
• Circuito di alimentazione dell’inchiostro e gestione della back-pressure per barre di stampa

Sviluppo di microgocciolatori

I micro-gocciolatori o microdroplet generators sono dispositivi microfluidici utilizzati in diversi processi chimici, alimentari, farmaceutici, biomedici, ecc.  per le tecnologie innovative  di  micro-incapsulamento e di emulsione. Sono elementi basilari nei sistemi di microfluidica digitale fondati su microgocce.
Esempi di applicazione: aerazione ed emulsione dei cibi, chiarificazione dei vini con metodo di flottazione, micro-ossigenazione (-ossidazione) dei vini, ecc.
Sono stati progettati e studiati originali micro-gocciolatori basati sul principio del micro-focusing e sulla base dei micro-miscelatori statici.

H-Mixer Water in Silicon Oil:

Air in Silicone Oil:

Sviluppo di micromiscelatori statici
Sono dispositivi che permettono il miscelamento, essenzialmente per diffusione, di due fluidi distinti, in condizioni di flusso laminare. Sono di interesse per tutti quei processi biologici e chimici che richiedono il miscelamento di campioni e reagenti e nell’industria alimentare.
Sono state proposte geometrie di micro-miscelatori privi di parti mobili in grado di ridurre il tempo di miscelamento, oltre che la caduta di pressione imposta, rispetto a dispositivi standard. Lo studio è stato effettuato mediante sviluppo di modelli numerici CFD e analisi sperimentale.
Banco prova

Micro-miscelatori di tipo Chain, Tear-drop e H-C

Viktorov Vladimir, Mahmud Md Readul, Visconte Carmen, “Design and characterization of a new H-C passive micromixer up to Reynolds number 100”, Chemical Engineering Research and Design, 108, (2016), pp. 152-163.
Micro-miscelatore di tipo Y-Y