Le attività e le strumentazioni del laboratorio (≈60 m²) sono principalmente dedicate allo sviluppo e alla caratterizzazione di matrici nanostrutturate con differenti architetture e per molteplici funzioni.

I materiali, di origine bioispirata, sono sviluppati con una tecnologia basata sui principi dell’elettrofilatura polimerica (electrospinning) (dispositivi Fluidnatek LE50-Bioinicia e Home-made) per ottenere matrici nanofibrose versatili e modulabili in una pletora di architetture (garze, tessuti/tessuti-non-tessuti, reti, fibre allineate) e combinazioni chimiche per molteplici applicazioni ed in vari ecosistemi. La nanotecnologia impiega forze elettrostatiche per produrre fibre di dimensioni sub-millimetriche (dai 2nm a qualche micrometro) per stretching uniassiale di una soluzione.

Essendo sistemi flessibili nano-organizzati, possono essere integrati in dispositivi miniaturizzati (es. nanosensori ottici, conduttometrici e gravimetrici) o coprire larghe aree di superfici (es. in drug-delivery systems, degradazione inquinanti, attività antimicrobica, ecc.). Essi vengono attivati sia con agenti “sensibili” (es. gruppi funzionali, nanoparticelle, nanorods, nanotubi, ecc.) per lo sviluppo di sensori chimici selettivi e ultrasensibili per gas e VOCs, con agenti nano-biostimolanti (es. in applicazioni per l’ecosistema suolo), e con agenti antiossidanti e fotocatalitici (es. attività antimicrobica e degradazione di inquinanti).

Ulteriori applicazioni sono per coatings, packaging, scaffold, sistemi di filtrazione, tessuti intelligenti, celle elettrochimiche, ecc.

Come risorse, il laboratorio predilige l’utilizzo di polimeri biodegradabili di origine naturale ed eco-compatibili in solventi “green”, anche se una vasta gamma di materiali è stata soggetta ad elettrofilatura per la produzione non solo di matrici polimeriche, ma anche nanocomposite e ceramiche (TiO2, ZnO,ecc.).

Il laboratorio, oltre ad essere fornito delle attrezzature di base di un laboratorio di chimica, è inoltre attrezzato con:

  • spettrofotometria sia da banco che portatile, microscopia a forza atomica, microscopia ottica e a fluorescenza, potenziostati, elettrometri, forni da incubazione, forni per calcinazione, lampada per polimerizzazione UV-500W, centrifuga refrigerata da banco, glove-box, microviscosimetri, pHmetri bilance analitiche, bilance tecniche, piastre basculanti, cappa chimica, aramadi aspirati per basi e acidi, spin-coating, dip-coating (home-made), strumentazione per angolo di contatto (home-made)

STRUMENTAZIONI

STRUMENTAZIONE: Electrospray/Electrospinning equipment (Fluidnatek LE50 (Bionicia) + Homemade)

REFERENTE: Antonella Macagnano

FINALITA’ SCOPO: Strumentazioni per sviluppo controllato di sistemi nanofibrosi multifunzionali (electrospinning) e nanodroplets (electrospray), puri o nanocompositi, a partire da soluzioni polimeriche (https://www.nanoscience.com/products/electrospinning-equipment/fluidnatek-le-50/). L’electrospinning è una tecnica di filatura che impiega forze elettrostatiche per produrre fibre di dimensioni sub-millimetriche (dai 2nm a qualche micrometro) per stretching uniassiale di una soluzione. Numerose applicazioni: coatings, packaging, scaffold, sensori nanostrutturati, sistemi di filtrazione, tessuti intelligenti, drug delivery systems, celle elettrochimiche, ecc.

STRUMENTAZIONE: Microscopio a Forza Atomica NanoSurf Flex-AFM

REFERENTE: Antonella Macagnano

FINALITA’ SCOPO: Microscopio a scansione di sonda che permette la visualizzazione ad alta risoluzione (2 nm) di superfici di campioni, attraverso la ricostruzione di un’immagine tri-dimensionale (topografia) (https://www.nanosurf.com/downloads/Nanosurf-FlexAFM-Brochure.pdf)

STRUMENTAZIONE: Microscopia Ottica a Fluorescenza (Leica 2700 DM, FotoCamera DMC4500 + Euromex)

REFERENTE: Antonella Macagnano

FINALITA’ SCOPO: Microscopio verticale Leica combina combina ottica Leica con illuminazione LED a luce bianca universale. E’utilizzabile per ogni tipo di ispezione in scienze della terra, investigazioni scientifiche, controllo qualità e ricerca sui materiali. L’illuminazione LED ad alta potenza ultra-luminosa offre una temperatura di colore costante di 4.500° K per tutti i metodi: campo chiaro, campo scuro, contrasto interferenziale, luce polarizzata e illuminazione obliqua. Fornisce imaging a colori reali per ogni livello di intensità. Sviluppato anche per un imaging in fluorescenza ad alte prestazioni nella caratterizzazione di materiali, la fluorescenza ha tecnologia Zero Pixel Shift, DIC, contrasto di fase e di polarizzazione. Microscopio verticale Euromex per visualizzazione di campioni con luce trasmessa (es. preparazioni biologiche)

STRUMENTAZIONE: Spettrofotometro UV-2600 Shimadzu

REFERENTE: Antonella Macagnano

FINALITA’ SCOPO: Lo spettrofotometro UV-2600 permette un uso di applicazioni ad ampio spettro. Presenta un singolo monocromatore con una capacità di misura fino a 1400 nm di lunghezza d’onda, inoltre grazie alla sua sfera ottica integrata, la misura può essere estesa fino a 2200 nm di lunghezza d’onda. Come sorgente luminosa usa una lampada alogena al deuterio, ha una risoluzione di 0.1 nm e una velocità di scansione che va da 4000 a 0.5 nm/min.

STRUMENTAZIONE: Hamamatsu L10290 Uv-Vis Fiber Light Source e Mini Spettrometro C10083CAH Hamamatsu

REFERENTE: Antonella Macagnano

FINALITA’ SCOPO: Tale strumento presenta una lampada al deuterio e una lampada alogena al tungsteno ad alta intensità, capace di emettere uno spettro in uscita che va da 200 a 1600 nm di lunghezza d’onda, inviati tramite una fibra ottica sul sistema di analisi di nostro interesse. Date le sue ottime capacità ottiche, associate alle ridotte dimensioni ed un peso leggero, si adatta a molteplici applicazioni, quali: misure in spettri di assorbimento, misure di spessori di film, misure su semiconduttori, etc. Il mini spettrometro Hamamatsu viene utilizzato per analisi di luce visibile e vicino IR (320 – 1000 nm). Riceve la radiazione in entrata mediante l’uso di una fibra ottica e lo spettro ottico risultante viene trasmesso ad un PC, per l’acquisizione dei dati, tramite una porta USB. Presenta una risoluzione spettrale di 5nm. Le sue ridotte dimensioni e compattezza, associate ad una elevata accuratezza, ne permettono un ampio e facile uso.

STRUMENTAZIONE: Centrifuga da laboratorio NEYA 16R

REFERENTE: Antonella Macagnano

FINALITA’ SCOPO: La centrifuga Neya 16R utilizzata nella separazione di elementi a diversa densità o componenti solide da liquide, presenta un controllo e bilanciamento dei materiali inseriti con una regolazione della velocità. Equipaggiata con un motore ad induzione molto silenzioso e una velocità impostabile da 500 a 16000 rpm (revolutions per minute). Tale versione presenta anche un refrigeratore accoppiato, con una temperatura di utilizzo impostabile da -10°C a +40°C.

STRUMENTAZIONE: Incubatori, forni, stufe da laboratorio

REFERENTE: Antonella Macagnano

FINALITA’ SCOPO: I forni presenti nel laboratorio (muffola, incubatore, stufa da laboratorio, etc.) presentano diversi range di temperatura di utilizzo e diverse capacità di capienza. Vengono utilizzate, a seconda dei materiali da trattare, per diversi usi, quali: essiccazione, calcinazione, desorbimento termico, etc.