Tecnologie

Il Proof of Concept A.L.I.C.E. o “Actuators based on Light sensitive CompositE” mira allo sviluppo di materiali innovativi attraverso processi di stampa 3D/4D e li utilizza come attuatori nell'ambito del fotovoltaico, del solare a concentrazione, del solare termodinamico ed in altre applicazioni come deflettori ottici, microvalvole ottiche e switch ottici.

Compact-GC è un modulo analitico per la pre-concentrazione purge&trap e la separazione (gas)-cromatografica di un campione, realizzato interamente da componentistica MEMS. I due MEMS analitici (pre-concentratore e colonna GC) sono interconnessi da un manifold micro-fluidico, anche esso MEMS. Il manifold micro-fluidico, oltre ad interconnettere i due MEMS analitici, integra le micro-valvole che implementano il ciclo analitico.

Abbiamo sviluppato un composito ibrido organico-inorganico costituito da una 2D-perovskite (2D-PVK) e un copolimero. A temperatura ambiente il composito è altamente trasparente nella regione visibile con trasmittanza > 90%. A temperature più elevate, il movimento delle catene polimeriche rilascia i precursori della PVK, consentendone la formazione, che si traduce in un film colorato. Il colore cambia in base al valore 'n' della PVK. La PVK con n=1 inizia a colorare a 70°C, raggiungendo un ∆Tmax = 91,5% a 510 nm.

La presente tecnologia permette di ottenere nuovi materiali polimerici macroporosi e superassorbenti in grado di rimuovere contaminanti tossici dall'acqua e dal suolo. In particolare il nostro sistema possiede ottime proprietà sequestranti nei confronti di ioni arseniato As(V), cromato Cr (VI), and borate (III). I materiali sono realizzati mediante criopolimerizzazione radicalica del monomero 4’-vinil-benzil-N-metil-D-glucammina e/o di sue miscele con idrossietil-metacrilato (HEMA).

Il doping molecolare (MD) è un metodo di drogaggio basato sull’uso di soluzioni liquide. Il precursore del drogante è in forma liquida e il materiale da drogare viene immerso nella soluzione. Durante il processo di immersione, la molecola contenente l’atomo drogante si deposita sulla superficie del materiale formando un monostrato autoassemblato, cioè ordinato e compatto. Attraverso un successivo trattamento termico, si ha la decomposizione della molecola e la diffusione del drogante.

La tecnologia proposta riguarda lo sviluppo di un nuovo filtro solare ottenuto dalle spine di merluzzo, secondo i principi dell’economia circolare. Il filtro solare è una polvere rossiccia,  costituita da idrossiapatite (un fosfato di calcio, componente principale delle ossa umane) modificato con ferro. È preparato con un processo semplice e scalabile (trattamento delle spine in soluzione di ferro e poi a 700 oC) e che può essere adattato per spine di altri pesci. 

CNR-ISTEC sviluppa compositi geopolimerici per applicazioni termo-strutturali, quali: intercapedini autoportanti; isolanti termici e acustici; barriere termiche e taglia-fuoco; rivestimenti per alta temperatura e damping; stampi e anime per la fonderia; schiume e rivestimenti refrattari. I geopolimeri sono materiali consolidati per via chimica a T<300 °C. Essendo polimeri inorganici senza acqua in struttura tollerano le alte temperature: sono incombustibili, non sviluppano gas o fumi e non esplodono.

Lo sviluppo di nuovi materiali con emissione nel vicino infrarosso (NIR, 700-1000 nm) rappresenta un importante ed indispensabile obbiettivo nel progresso tecnologico di componenti attivi per dispositivi OLED (anche flessibili), nei sistemi di sorveglianza, per la guida autonoma, nei sensori per visione notturna, nelle telecomunicazioni in fibra ottica e nei sistemi medicali. Per tutti questi campi manca ancora una tecnologia elettronica di riferimento OLED-NIR.

Il modulatore optomeccanico a metasuperficie è un dispositivo atto a modulare ampiezza, fase e polarizzazione di un fascio di radiazione elettromagnetica, indipendentemente, o simultaneamente, secondo percorsi prescritti nello spazio dei parametri (ad esempio, per quanto riguarda la polarizzazione, percorsi sulla sfera di Poincaré).

Il procedimento consiste nel fabbricare membrane composite formate da una matrice polimerica che ingloba una carica di cristalli bidimensionali esfoliati secondo la tecnica avanzata wet-jet milling. Un materiale stratificato è micronizzato per mezzo di getti liquidi a pressione controllata. Materiali bidimensionali con spessore e dimensione laterale nanometrici sono dispersi in un fluido e veicolati all’interno di una matrice polimerica porosa con specifica morfologia.

L’invenzione è un metodo di sintesi colloidale di nanomateriali di semiconduttori V-VI-VII non contenenti elementi tossici. Questo è il primo metodo in assoluto che consente di sintetizzare nanomateriali di semiconduttori ad anioni misti senza elementi tossici, tra i quali i nanocristalli di calcoalogenuri di bismuto, considerati fra i più promettenti candidati alle future tecniche di conversione dell’energia luminosa.

Il Team di ricerca proponente, che opera presso CNR ISTEC, ha brevettato una tecnologia per la produzione degli Smart Polycrystals (SP), policristalli ceramici trasparenti a base di YAG, granato di Al e Y (Y₃Al₅O₁₂), drogato con ioni di terre rare e di metalli di transizione. Gli SP risolvono il problema della riduzione dell’efficienza nei sistemi laser a stato solido, causata dal riscaldamento disomogeneo dei monocristalli durante il processo di emissione.

La presente tecnologia è volta a risolvere le principali problematiche degli impianti dentali transmucosi: le mucositi perimplantari, le perimplantiti e l’epithelial downgrowth. La strategia si basa sullo sviluppo di una superficie in grado di favorire la crescita orientata dei tessuti molli (gum sealing) di limitare a livello del colletto la crescita di questi tessuti, limitare l’adesione dei batteri ed, eventualmente, presentare un’azione antibatterica.

I geopolimeri appartengono alla classe delle ceramiche consolidate per via chimica: sono sintetizzati a bassa temperatura e sono eco-sostenibili, poiché oltre alla bassa temperatura di consolidamento richiesta dal processo possono essere prodotti anche a partire da materie prime seconde e scarti industriali di varia natura, riducendo così la richiesta energetica e l’impatto ambientale dell’intero ciclo produttivo.

Nel campo della medicina di precisione e rigenerativa, nelle terapie mirate (ad es. terapie antitumorali e antimicrobiche), e nelle applicazioni nei settori cosmetico e nutraceutico è importante disporre di sistemi di nano-delivery sempre più sicuri, efficienti e specifici.