Tecnologie

La tecnologia riguarda la realizzazione di antenne ottiche planari composte da film sottili in metallo e materiali dielettrici per l’efficiente direzionamento della luce emessa da sorgenti luminose, quali molecole fluorescenti e bio-marcatori. Si compongono di uno strato riflettore, adiacente al substrato, ed uno direttore, semiriflettente, tra i quali è posizionato l’emettitore, integrato in uno strato omogeneo dielettrico.

B-ME ha sviluppato il primo elettrodo composito termoplastico, a base di poliesteri bio-derivati e bio-degradabili e nanofibre di carbonio. È metal-free, elettricamente conduttivo e con buone proprietà termo-meccaniche, una sfidante combinazione di tre caratteristiche in un singolo prodotto. Al meglio della nostra conoscenza, analoghi elettrodi-film bioderivati termoplastici non sono stati prodotti o resi disponibili in commercio fino ad ora.

I nanofili di silicio (SiNWs) sono strutture con diametri che possono variare da qualche decina a qualche centinaia di nanometri, e lunghezze che vanno da poche centinaia di nanometri a millimetri. I SiNWs sono realizzati presso i laboratori dell'IMM-CNR, sezione di Roma, con tecnologie di tipo bottom-up, come la deposizione PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition), a temperature di crescita sufficientemente basse (≤350°C) da essere compatibili con substrati plastici o vetrosi.

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.

La tecnologia INCIPIT ha consentito l’implementazione di un prodotto terapeutico multifunzionale micro-strutturato ed elettro-conduttivo per il trattamento di pazienti affetti da infarto del miocardio, la principale causa di morte per malattie cardiovascolari. Le terapie attuali (farmaci, bypass e angioplastica) non sono in grado di ripristinare la completa funzionalità del tessuto danneggiato.

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.

La tecnologia proposta sfrutta le ampie potenzialità dei microgel di gellano nel campo della conservazione dei beni culturali. I microgel sono gel polimerici su scala nano e micrometrica, estremamente soffici perchè rigonfi del solvente acquoso in cui sono immersi e che possono sfruttare le loro piccole dimensioni per diffondere nell’ambiente. Per questo motivo, essi possono penetrare nella struttura fibrosa e disomogenea della carta e del legno, ed espletare la loro azione pulente.

L’ottimizzazione dei processi metallurgici risulta oggi cruciale per la progettazione e sviluppo di materiali avanzati in grado di operare e resistere in condizioni estremamente aggressive quali quelle di impianti di produzione di energia, fonti rinnovabili, reattori nucleari di nuova generazione, elettronica avanzata, trasporto a terra, avionica e aerospazio, catalisi, biomedicali, ecc.

I quarzi di tipo a tuning fork sono impiegati nella microscopia a scansione di forza atomica (AFM), e alcune tecniche derivate, come sensori ad elevata sensibilità delle interazioni, sia di tipo conservativo che dissipativo, della sonda nanometrica del microscopio AFM con la superficie in indagine. Tuttavia, nella risposta del sensore i contributi dei due tipi di interazione risultano  convoluti, non consentendo di effettuare misure pienamente quantitative delle grandezze di interesse.

La proposta consiste in un sensore quantistico basato su un risonatore superconduttore. Il principio di funzionamento del sensore sfrutta la crescita esponenziale della suscettibilità in prossimità di una transizione di fase critica, attraverso la quale il sistema passa rapidamente da uno stato di equilibrio ad uno di forte emissione, in risposta a deboli segnali elettromagnetici. Il sensore permette quindi di rilevare la presenza di segnali nelle microonde o nelle frequenze radio, con una sensibilità che raggiunge il limite di detezione di singolo fotone.

Il nostro Istituto sviluppa sensori a basso costo su substrato plastico per la rilevazione di gas e composti organici volatili (VOCs). I dispositivi in questione rappresentano il prodotto della combinazione di molteplici tecniche di fabbricazione, facilmente scalabili, con materiali attivi, quali ossidi metallici nanostrutturati e miscele di nanostrutture decorate con nanoparticelle metalliche, che assicurano un’elevatissima sensibilità agli analiti in esame (nell’ordine delle centinaia di ppb).

IMM ha realizzato una classe di sensori di tattili per la rilevazione del contatto con le dita o per la gestione di oggetti da parte di arti robotici (e-skin). Tali dispositivi, integrati su substrato ultra-flessibile e altamente conformabile possono essere utilizzati per rilevare la presenza di un oggetto per interagire con l’ambiente circostante, creare una rete di monitoraggio per le interazioni dirette uomo-macchina, costituire apparati di rilevazione biometrica del battito cardiaco o per realizzare sistemi indossabili per controllo remoto di robot o rover.

L’anemometria basata sull’analisi delle caratteristiche di una scarica elettrica (scintilla) è applicata nel settore automotive attraverso la misura della tensione nel circuito secondario.

Recentemente, è stato dimostrato che la spettroscopia Raman può svolgere un ruolo fondamentale per coadiuvare il lavoro dell’anatomopatologo permettendo di effettuare classificazione di campioni oncologici con accuratezza praticamente del 100% nella diagnosi oncologica.

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.