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.

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.

L’invenzione consiste in un metodo e un apparato per l'erogazione a bassa pressione (uguale o minore di 10^-7 Torr) di fluoro monoatomico per la reazione con superfici in un ambiente ultra pulito. Grazie ai bassi valori di pressione coinvolti nel metodo proposto, i rischi connessi all’uso del fluoro sono ridotti al minimo.

Le conchiglie dei molluschi bivalvi sono costituite principalmente da CaCO₃ (ca. 95%), con una piccola frazione di materia organica. Se il minerale venisse recuperato dai gusci, si avrebbe una "miniera" rinnovabile e sostenibile di CaCO₃ "blu". Le conchiglie, anche dopo l'asportazione della carne, mantengono una certa quantità di sostanza organica. Pertanto, come primo passo della produzione di CaCO₃ "blu", è necessario rimuovere i componenti organici, cuocendo i gusci in un forno appropriato, dopo il lavaggio per rimuovere i sali.

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.

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.

Lo sviluppo della tecnologia risale a circa 25 anni fa, implementando negli anni innovazioni su singoli componenti. Il metodo di indagine fornisce un set di immagini acustiche 2D risolte in frequenza, per la rilevazione del danno strutturale (distacchi, delaminazioni, indebolimento strutturale) in strutture multistrato e manufatti artistici (dipinti murali, affreschi, pannelli ceramici, dipinti su tavola). Recentemente, interessanti risultati sono stati ottenuti studiando il degrado relativo alla presenza di umidità nelle murature antiche.

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.

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 proposta offre un metodo innovativo e versatile per rilevare cricche e difetti nei materiali isolanti di dispositivi polarizzati elettricamente, ad esempio rivestimenti e depositi dielettrici su metalli, specialmente in ambienti con gas a bassa pressione. Utilizza un plasma ionizzato che interagisce uniformemente con la superficie isolante, permettendo di rilevare difetti invisibili a occhio nudo. Il rilevamento avviene in un singolo test senza modificare le condizioni ambientali e senza rischiare scariche elettriche dannose.

La costante richiesta di dispositivi elettronici sempre più potenti ed efficienti dal punto di vista energetico rispetto a quelli esistenti sta sfidando gli scienziati e le aziende a sviluppare soluzioni innovative in grado di soddisfare tali esigenze tecnologiche primarie.

L’elettrocromismo è una caratteristica optoelettronica di particolare interesse perché può essere sfruttato nella realizzazione di tecnologie come le finestre intelligenti (Smart Windows) per promuovere l’efficienza energetica, automotive, dispositivi sensoristici o di visualizzazione. I materiali elettrocromici cambiano le loro caratteristiche optoelettroniche, mostrando diverse colorazioni in funzione del campo elettrico applicato.

La realizzazione di strati porosi su superfici estese trova applicazione in vari settori. A seconda della natura/composizione e spessore del deposito, ed in funzione di materiali con cui si interfaccia, un ricoprimento poroso può offrire trasparenza, flessibilità, alta reattività e capacità di intermixing con altri materiali solidi liquidi o gassosi.

Presso il laboratorio VisLab di IMM è presente un micro-spettroscopio Raman di ultima generazione in grado di effettuare misure vibrazionali ad alta risoluzione spaziale e spettrale, a temperatura controllata e in fast-imaging, per raccogliere informazioni e mappature chimico-fisiche sui campioni senza necessità di preparazione e alterazione degli stessi, dunque per studi non distruttivi e in condizioni di operatività dei sistemi.