Paola Gallo Stampino

Professeur Associé en Science des Matériaux, Département de Chimie, Matériaux et Ingénierie "Chimica G. Natta", Politecnico di Milano

Paola Gallo Stampino, a obtenu son diplôme en Science des Matériaux à l'Université de Milan-Bicocca avec une thèse intitulée "Synthèse via sol-gel, caractérisation spectromagnétique et propriétés de luminescence de verres scintillants". En 2007, elle a obtenu son doctorat en Ingénierie des Matériaux au Politecnico di Milano, en défendant une thèse intitulée : "Réactivité et processus de cinétique d'hydratation dans les systèmes cimentaires : stabilisation/solidification des déchets dangereux".

De mai 2003 à février 2004, il a travaillé en tant que chercheur postdoctoral à la Politecnico di Milano (Département de Chimie, Matériaux et Génie Chimique "Giulio Natta") en collaborant à un projet intitulé : "Mécanismes d'interaction de surface dans les phases minérales : immobilisation de déchets dangereux dans des matrices cimentaires".

De mars 2004 à février 2007, il a fréquenté l'école doctorale de recherche en "Ingénierie des Matériaux" XIX cycle avec un projet intitulé "Réactivité de surface et cinétique d'hydratation dans les processus d'immobilisation de polluants organiques dans les matériaux cimentaires".

De mars 2007 à juin 2007, il a travaillé en tant que boursier à l'Université Polytechnique de Milan (Département de Chimie, Matériaux et Génie Chimique "Giulio Natta") en collaborant à un projet en collaboration avec l'INSTM intitulé : "Caractérisation des matériaux pour les cellules à combustible à membrane polymère (PEM)".

De juillet 2007 à avril 2008, il a travaillé sur un projet en collaboration entre le Politecnico di Milano (Département de Chimie, Matériaux et Ingénierie Chimique "Giulio Natta") et l'entreprise Seal s.p.a. intitulé "Nouveaux Matériaux pour les Piles à Combustible Polymères (PEM)". Depuis mai 2008, il est chercheur au département de Chimie, Matériaux et Ingénierie Chimique.

Activité scientifique
L'activité scientifique s'est articulée autour de différentes thématiques concernant principalement les matériaux pour l'environnement et l'énergie, comme en témoignent les résultats publiés dans des revues scientifiques internationales et les actes de congrès nationaux et internationaux (30 articles dans des revues internationales, 40 contributions à des congrès nationaux et internationaux).

Activités de recherche
Collabore avec le Prof. Giovanni Dotelli au laboratoire "Matériaux pour l'environnement et l'énergie" du Département de Chimie, Matériaux et Génie Chimique du Politecnico di Milano depuis mai 2003. Au cours de ces années, il a coordonné différentes activités expérimentales en laboratoire, supervisant des étudiants de premier et deuxième cycle ainsi que des doctorants. Il a participé à des projets de recherche financés par le Ministère de la recherche scientifique (PRIN) et par la Fondation Cariplo.

Description de l'activité de recherche
Dans le domaine des matériaux pour l'environnement, l'attention a d'abord été portée sur les technologies d'immobilisation des déchets à l'aide de matériaux à base de ciment, exploitant une série d'études sur les processus d'hydratation des matériaux cimentaires. Les recherches dans le domaine des matériaux argileux ont débuté avec un problème bien connu dans le domaine des adsorbants, qui est l'élimination des déchets organiques liquides, car les techniques d'immobilisation dans des matrices cimentières, actuellement le meilleur système de solidification/stabilisation des déchets dangereux, ne sont pas efficaces sans l'utilisation d'un matériau adsorbant.

Une solution possible au problème est en fait représentée par l'utilisation de matériaux adsorbants compatibles avec la matrice cimentière. À cette fin, des argiles organophiles commerciales ainsi que des argiles préparées sur mesure ont été utilisées, et des tests d'adsorption de différents polluants ont été réalisés sur les deux. La nature chimique différente des molécules organiques utilisées comme test a également permis une étude intéressante des mécanismes d'adsorption.

À partir de ces expériences de recherche, l'intérêt s'est déplacé vers l'étude des matériaux hybrides organiques-inorganiques à base d'argiles naturelles. Des argiles ont été préparées avec des tensioactifs non ioniques de qualité alimentaire (PEG). Dans les travaux les plus récents, on a réussi à contrôler la quantité de modifiant insérée dans le matériau argileux en gérant de manière appropriée les paramètres opérationnels du processus d'intercalation.

Ces matériaux, communément appelés argiles modifiées ou organophiles (organoclays), sont utilisés dans de nombreux secteurs : des matériaux adsorbants pour l'élimination des polluants des eaux ou pour l'immobilisation des déchets destinés à être solidifiés dans une matrice cimentaire aux nanocomposites à matrice polymérique. Les propriétés de ces matériaux hybrides ont récemment été reconnues comme présentant un intérêt élevé dans le domaine de la libération contrôlée de médicaments. L'utilisation de matériaux organiques biocompatibles et de qualité alimentaire, tels que le PEG, est spécifiquement destinée à ce type d'applications.

Je suis actuellement en train d'étudier de nouveaux types de matériaux argileux nanotubulaires, les halloysites, pour lesquels la biocompatibilité a été démontrée. Dans le domaine des matériaux pour l'énergie, l'activité de recherche est principalement axée sur les matériaux pour les piles à combustible à membrane polymère (PEMFC). La recherche actuelle sur ces dispositifs vise principalement à améliorer leur efficacité, réduire les coûts et alléger le poids. Les performances d'une pile à combustible dépendent fortement de la qualité de ses composants et en particulier des caractéristiques des matériaux utilisés. Il est donc primordial d'étudier les composants individuels et de développer des matériaux capables d'optimiser les performances du dispositif final.

Plus précisément, les recherches dans ce domaine ont porté sur un composant, à savoir la couche de diffusion de gaz qui remplit de nombreuses fonctions, notamment celle de transporter les réactifs gazeux des canaux des plaques bipolaires aux électrodes, d'éliminer l'eau produite, de transporter la chaleur produite par la réaction et enfin de créer un support mécanique pour la membrane à l'intérieur de la cellule. L'activité de recherche, initiée en collaboration avec une entreprise italienne produisant le tissu à base de fibres de carbone constituant le GDL, s'est principalement concentrée sur le traitement de surface du tissu initial. Dans un premier temps, l'accent a été mis sur des traitements d'hydrophobisation en utilisant des polymères fluorés conventionnels tels que le PTFE, et ces dernières années, des polymères fluorés alternatifs au PTFE ont également été pris en considération, ce qui a permis d'obtenir des performances électriques plus élevées.

Parallèlement, l'étude a été dirigée vers la méthodologie de préparation d'encres pour le dépôt d'une couche microporeuse (MPL) qui remplit différentes fonctions, notamment celle d'améliorer le contact électrique entre les différents composants à l'intérieur de la cellule et de favoriser la diffusion des réactifs et des produits. En particulier, dans la première partie du travail, différentes méthodologies de préparation d'encres à utiliser pour le revêtement ont été comparées; les effets des différentes variables opérationnelles sur le comportement rhéologique des encres examinées ont été étudiés, tels que la méthode et le temps de mélange, en réalisant à cet effet des études de reproductibilité, de stabilité et d'effet d'échelle sur les encres préparées.

Dans la préparation de ces couches microporeuses, des formulations "innovantes" par rapport aux données de la littérature ont été prises en compte, en utilisant par exemple des matériaux tels que des nanotubes dans les formulations et en utilisant des agents modulateurs de viscosité, tels que la carboxyméthylcellulose.