Macroarea 4 - Metodologie d'indagine avanzate

Rappresentante in Consiglio del Centro: Prof. Bruno Pignataro

Dipartimento di Fisica e Chimica - Emilio Segrè

Viale delle Scienze, Ed. 17

La macroarea "Metodologie d’indagine avanzate" offre una copertura pressoché completa alle richieste di caratterizzazione chimico-fisiche di materiali, nanomateriali, superfici e interfasi su scala atomico-molecolare. La macroarea è stata implementata anche con moderne strumentazioni che consentono di realizzare film sottili funzionali e prototipi di dispositivi molecolari. I campi applicativi spaziano dalle nanotecnologie, alla biofisica, ai materiali, biomateriali e alle superfici funzionali, alla conservazione e restauro di beni culturali, alle energie alternative, alla sensoristica, ai controlli di qualità in campo agro-alimentare, alla fisica sanitaria, alle indagini forensi, ecc..

Attività e analisi

Le strumentazioni della macroarea permettono di preparare e caratterizzare materiali allo stato solido e liquido, nanomateriali, superfici e interfasi funzionali. In particolare, attraverso la microscopia a forza atomica (AFM) e tecniche correlate si effettuano indagini morfologiche in 3D e sulle proprietà (es. elettriche, meccaniche) di superfici inorganiche, organiche e biologiche con risoluzione nanometrica. Tramite la Spettroscopia Elettronica a Raggi X (XPS) si determina la struttura elementare e molecolare delle superfici (spessore circa 10 nanometri) di materiali oltre ad effettuare profili di profondità e mappe chimiche. Con tecniche avanzate di Imaging di Fluorescenza si esplorano la struttura, la dinamica e la funzione di singole molecole e/o loro aggregati in diversi ambienti. La Risonanza Paramagnetica Elettronica (EPR) in regime pulsato effettua la caratterizzazione di sistemi paramagnetici.

La Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) determina la struttura chimica di composti organici ed inorganici e studia processi dinamici e di equilibrio chimico-strutturale.

La spettroscopia Raman effettua mappe spettroscopiche tridimensionali che forniscono informazioni chimiche e strutturali dei materiali su scala micrometrica.

La spettroscopia pump/probe ai femtosecondi permette l’analisi della dinamica molecolare di materiali e sistemi molecolari sollecitati da un impulso di luce.

La diffrazione a raggi X (XRD) è utilizzata per determinare la struttura cristallina di campioni di varia natura.

Tecniche più tradizionali di spettroscopia (UV-VIS-IR-FIR) sono utilizzate per la caratterizzazione strutturale e funzionale di sistemi molecolari e di materiali organici, biologici e ibridi. Fra le altre strumentazioni presenti nella macroarea 4, i sistemi di glove boxes equipaggiati con evaporatori termici e altre metodologie di deposizione permettono la realizzazione su scala prototipale di dispositivi molecolari avanzati (es. sensori, biosensori, celle fotovoltaiche) così come le metodologie di stampa di sistemi molecolari sono utilizzate per la preparazione di film sottili molecolari funzionali.

Finalità

La macroarea ha lo scopo di supportare ricercatori universitari e di enti di ricerca, specialisti, piccole, medie e grandi imprese nella caratterizzazione avanzata di materiali, superfici e interfasi al fine di determinare le correlazioni struttura-proprietà per studi di base ovvero per la ricerca applicata incluso lo sviluppo prototipale di dispositivi tecnologici. La macroarea si interfaccia con le altre macroaree del centro per la risoluzione di problematiche complesse.

Laboratori afferenti:

Caratterizzazione della struttura atomico-molecolare (Responsabile di Laboratorio: Prof. Francesco Giacalone)
Spettroscopie Classiche ed Avanzate (Responsabile di Laboratorio: Prof. Simonpietro Agnello)
Bioimaging e dosimetria (Responsabile di Laboratorio: Prof.ssa Valeria Vetri)
Superfici, film sottili e dispositivi (Responsabile di Laboratorio: Dr. Michelangelo Scopelliti)