Sensori e sistemi sensoristici ad elevate prestazioni per il monitoraggio della qualità dell’aria e dell’ambiente

Referente: Dott.ssa Antonella Macagnano

Competenze di Area

La necessità di disporre di dati a supporto delle direttive europee, dei trattati e programmi internazionali sull’inquinamento atmosferico e ambientale insieme alla necessità di ridurre i costi di investimento e di funzionamento dei siti osservativi posti anche in località remote e difficilmente accessibili, hanno reso indispensabili studi finalizzati allo sviluppo di dispositivi di monitoraggio efficienti e a basso consumo energetico. Tali caratteristiche vengono raggiunte spesso facendo uso di nenotecnologie. 

In tale contesto le attività di ricerca innovative dell’Area sono raggruppate in:

  1.  sviluppo e l’applicazione di nanotecnologie per la fabbricazione controllata di materiali nanostrutturati per sensori ad elevata sensibilità (e.g., electrospinning, dipping, self-assembling, electrochemical growth and immobilisation) e sistemi di funzionalizzazione in situ;
  2. selezione di materiali e procedure di sviluppo secondo i principi di sostenibilità;
  3. progettazione e fabbricazione di sensori chimici e biologici, sviluppati sia su substrati convenzionali che su substrati flessibili;
  4. progettazione e sviluppo di sensori in piattaforme e networks ispirati ai sistemi sensoriali naturali (bioinspired) per il monitoraggio di matrici ambientali complesse e definizione di indici qualitativi;
  5. progettazione e sviluppo di interfacce elettroniche per sensori

 Tali attività sono distribuite in tre laboratori:

  1. Laboratorio Sensori: Caratterizzazione e Misure (referente A. Bearzotti); 
  2. Laboratorio prototipazione ed elettronica per sensori (referente E. Zampetti; 
  3. Laboratorio progettazione e sviluppo Nanomateriali Multifunzionali (referente A. Macagnano).

Progettazione e sviluppo di sensori nanostrutturati e dispositivi sensoristici multiparametrici per il monitoraggio real time and in-situ di inquinanti atmosferici tossici gassosi e di particolato.

I progressi raggiunti grazie agli sviluppi della nanotecnologia e della microelettronica hanno permesso di studiare e sviluppare sensori dalle performances elevate in termini di sensibilità, tempi di risposta e selettività per il monitoraggio della qualità dell’aria (gas quali ossidi di azoto e di zolfo, ozono, GHGs composti volatili e semivolatili, polveri), del suolo e dell’acqua (mercurio, pesticidi, IPA, POPs microrganismi ecc.).

Le principali attività della presente tematica sono comprese in attività internazionali (i.e. European Cooperation in Science and Technology MP1206, MP1205, TD1105, Horizon 2020, ESA, UNEP, etc.) e nazionali.

Capacità dell’Area di ricerca

Attualmente (febbraio 2021), l’Area di ricerca sulla Sensoristica Avanzata risulta costituita da 3 Ricercatori (III livello, t.i.), 1 AdR ed 1 CTER. Fanno inoltre parte integrante dell’Area in qualità di associati di tipo B, N.2 professori ordinari dell’Università di Tor Vergata di Roma (dai dipartimenti rispettivamente di Ingegneria Elettronica e Scienze e Tecnologie Chimiche), N.1 Ricercatore dell’Università degli Studi della Tuscia, Viterbo (Dipartimento per la Innovazione nei Sistemi Biologici, agroalimentari e forestali) e N.1 Ricercatore Senior INAF- Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Roma.

LABORATORI E STRUMENTAZIONI