Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati · 2014-12-17 · ISOF-ISMN Istituto per lo...
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C O N S I G L I O N A Z I O N A L E D E L L E R I C E R C H E
A N N O 2 0 1 4
D I R E T T O R E : M I C H E L E M U C C I N I
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
Ricerca' mul+disciplinare' con' approcci' chimici,' fisici' e' biologici' su'materiali'e'sistemi'nanostru7ura+,'film'so8li'e'disposi+vi'avanza+'a'base'organica,'inorganica'e'ibrida'
UOS$Montelibre.$
UOS$Sapienza$
UOS$Bologna$
UOS$Palermo$ Dipar+mento'di'afferenza'DSCTM''
Personale ISMN
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
0
20
40
60
80
100
120
Amministrativi
Tecnologi
Tecnici
Ricercatori
TD
TI
Caratteristiche di ISMN
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
! Competenze$scien9fiche$riconosciute'a'livello'internazionale'
! Facili9es$di$media$dimensione$con'a7rezzature'di'alto'livello''
! Capacità'di'lavorare'su'proge.$di$larga$scala$realmente'mul9disciplinari$
! Esperienza'consolidata'in'programmi'di'ricerca$industriale$$• Programmi'is+tuzionali'• Proge8'di'ricerca'finanzia+'dalle'imprese$
! Cultura'della'valorizzazione$della$ricerca$$• 4'spin'off'genera+'dai'risulta+'della'ricerca'• Diversi'modelli'di'valorizzazione$
Visione
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
! Visione$globale:$riconoscere'il'valore'della'ricerca'per'generare'conoscenza'e'promuovere'lo'sviluppo'valorizzando'i'risulta+'della'ricerca''
'! Missione$ISMN:'Coniugare'scienzaFtecnologiaFinnovazione'sui'
temi'del'Manifa7uriero'Avanzato,'Beni'Culturali,'Nanomedicina'e'biomedicale,''Energia'
'! Abilitare$innovazione$radicale$basata'su'nuove'conoscenze'
fondamentali''! Creare'un'ambiente'dinamico'e'basato'sul'merito'che's9moli$i$
giovani$ricercatori$ad'assumersi'responsabilità'crescen+''
Ruolo strategico dei giovani ricercatori
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
! Tu7e'le'risorse'umane'e,'in'par+colare,'i'Giovani'Ricercatori'sono$essenziali$per$raggiungere$gli$obie.vi$dell’is9tuto$
! I'Giovani'Ricercatori,'inseri+'nel'giusto'ambiente,'portano'energia$e'garan+scono'con9nuità$all’azione'dell’is+tuto'
! I'Giovani'Ricercatori'vanno'inseri+'in$gruppi$organizza9$e$connessi$in$rete'per'offrire'loro'una'prospe8va'ampia'del'lavoro'di'ricerca''
! Ai'Giovani'Ricercatori'vanno'offerte:''• opportunità$di$crescita$professionale$$• possibilità'di'esporsi$alla$comunità$scien9fica$$$• possibilità'di'assumersi'responsabilità$crescen9$$
PANREX: �PAckaging basato su Nanomateriali per Ricevitori ed Exciter compatti per applicazioni radar con antenna a
scansione elettronica del fascio�
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
! Data - Inizio/fine: 01-01-2012 / 31/05/2015
! Ruolo Istituto: Partner ! Responsabile-referente CNR: Dr. G.M. Ingo ! Coordinatore del progetto: SELEX ES (Ing. B. Robba)
! Consorzio: SELEX ES
CNR (ISMN-PA, ISMN-MLIB, IPCF-ME), Università Messina (DFMIE)
Obiettivi del progetto
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
Sviluppo di un sistema di sorveglianza Radar basato su una architettura a scansione elettronica del fascio
OR1 Sistema Radar e requisiti (Definizione architettura AESA) (Selex) OR2 progettazione REP Ricevitore Exciter e Processor compatto (Selex) OR3 Tecnologie dei materiali nanostrutturati per packaging (Selex)-CNR OR4 Ricevitore innovativo compatto (Selex -UNI ME) OR5 Exciter innovativo compatto (Selex)
Attività ISMN
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
Sviluppare materiali ceramici innovativi e colle nano-strutturate per packaging innovativo:
• dispersione nelle resine per incollaggio di nano-materiali (CNTs, grafene e/o AuNPs, AgNPs) massimizzando l�area di contatto tra nano-materiale e matrice polimerica per creare un network conduttivo e incrementare la conducibilità termica ed elettrica.
• sintesi di ceramici a base di Al2O3 modificata con ossidi (Zr, Ba, Ce, Ti, Cu) al fine di ottenere basette con migliore conducibilità termica ed elettrica e con proprietà, strutturali e meccaniche ottimali per il packaging elettronico.
Materiali e tecnologie per la conservazione e valorizzazione dei Beni Culturali
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
Studio dei manufatti in oro, argento, tumbaga e rame dorato o argentato rinvenuti nel nord del Perù in differenti contesti archeologici fra cui quello della Signora di Cao e delle Tombe Reali di Sipan (340-540 dC) la cui scoperta è considerata una delle più importanti del secolo scorso.
Attività ISMN
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
studio chimico-metallurgico dei manufatti metallici per: (i) definirne la natura e le sofisticate tecnologie termo-chimiche
di modifica della composizione superficiale; (ii) identificazione di agenti e meccanismi di degrado allo scopo
di impostare affidabili strategie per la conservazione;
Sipàn - Tombe reali
We are what you eat...
. ... but also what animals eat!
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Roberto Dragone – ISMN Roma
Technologies for food quality monitor
Pia7aforma$ di$ (tele)diagnos9ca$automa9zzata:$ $ hardware' con' (bio)sonde$nanostruKurate' ed'appara9$meccanici,'eleKronici,'fluidici'necessari'alla'rilevazione'in'campo;'piaKaforma$soLware'per' funzionamento+ automa,co,' rilevamento' in+ parrallelo' e' tracciamento' da+;' sistema' di'performance' management' e' data' intelligence' per' archiviazione,' elaborazione' e' messa' a'disposizione'dei'da9$WINFI','condivisione'uten+'da$posizioni$remote.'TECNOLOGIA'Robo,zzata,'Ecocompa,bile,+Implementabile+(aperta'all’innovazione).''''''PATENT'(ISS):'PCT'2010F'Frazzoli'C.,'Mantovani'A.,'Campanella'L.,'Dragone'R.'(in'Alert)'$$$$PATENT$(CNR):PCT'2012F'Dragone'R.,'Frazzoli'C.,'Monacelli'F.'(in'Promilk)'
PREVENZIONE$$DAL$CAMPO$ALLA$TAVOLA$
TRASPORTO
MANGIME ALLEVAMENTO
PRODUZIONE
DISTRIBUZIONE
MONITORARE LA FILIERA DEL LATTE Allerta precoce - Gestione dei Rischi - Fingerprint –Tracciabilità
NETWORKING Allevatori-Operatori-Produttori Consumatori
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
Possibile sviluppo delle Attività
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
-Piano Industriale: MILKNET* -Esportazione nei mercati Internazionali -Integrazione di nuove sonde (es. progetto Promilk) nella piattaforma tecnologica di Alert
*Vincitore per il Centro Italia del premio StartCup CNR-ILSole24ore, 2011
MIST E-R DAY Bologna, 8 Novembre 2012
Progettazione e sintesi di materiali organici multifunzionali
Sintesi Organica Librerie di nuove classi di molecole di tipo �-coniugato
Modulazione delle proprietà chimico-fisiche e funzionali (assorbimento, emissione, self-assembly, morfologia, trasporto di
carica, etc….)
Manuela Melucci, et al.
MIST E-R DAY Bologna, 8 Novembre 2012
Applicazioni
Elettronica organica
Transistors (OFETs), OLEDs, Celle solari (OPVDs)
Chemo(bio)sensori
Imaging per fluorescenza
ISMN%Bologna Nanotecnologie dei Materiali Multifunzionali (NMM)
Fabbricazione di dispositivi per elettronica organica
Fabbricazione di dispositivi attraverso tecniche non
convenzionali
ISMN%Bologna Patterning e fabbricazione di superfici funzionali
Microfluidica e Stampaggio Laser di Biomateriali
Scriba Nanotecnologie S.r.l. Spin-Off fondato nel 2005 www.scriba-nanotech.com
Scaffold per la Medicina Rigenerativa
Sistemi auto-organizzanti ad alto grado d�ordine
Manipolazione litografica di biomolecole
500#nm#
ISMN%Bologna
Bio-elettronica e Bio-sensoristica
22 Febbraio 2013 Osteoblastic cell distribution
(green)
Magnetized vascular cell
(yelow)
Osteoblastic cell distribution
(green)
Magnetized vascular cell
(yelow) MSC$
D$
C$
HUVEC$
A$
B$ E$
RIGENERAZIONE))TISSUTALE))DELL�OSSO))
Fissazione#magnetica#di#scaffold#per#la#rigenerazione#del#tessuto#osseo#
Raggi#X#di#un#impianto#in#vivo#con#magneti#permanenti#
L�#applicazione#di#magneti#permanenti#su#una#protesi#ossea##opportunamente#magnetizzata#favorisce#la#rigenerazione#dell�osso#
Campi#magnetici#applicati#a#materiali#biologici#magnetizzati#promuovono#la#formazione#di#strutture##cellulari#ordinate#Magnetic#cellular#architecture####
ARCHITETTURE)CELLULARI)MAGNETICHE)
In#collaborazione#
con##
Istituti))Ortopedici)Rizzoli>)IOR)
)ISTEC>CNR)
Faenza))
IMCB>CNR)Napoli)
)FinCeramica
Faenza########
Finanziato)da)Progetto)Europeo)Magister)(NMP))
ISMN%Bologna
NANOSTRUTTURE)PER)ICT)E)BIOMEDICALE)In#
collaborazione#con##
CENTRO)RICERCHE)
FIAT))
THALES>Information)Technology)#
#######
Nanostrutture#ibride#per#applicazioni#in#memorie#
Nanostrutture#ibride#per#sensoristica#medica#ed#ambientale#
Sensori#ibridi##ultrasensibili#a#rilevazione#magnetica##
Finanziato)da)Progetto)Europeo)HINTS)(NMP))e)IFOX)(NMP))
Brevetto)):)Porta)logica)e)
corrispondenete)metodo)di)
funzionamento)n))BO)2011)A000571))PCT/IB2012/055393)
ISMN%Bologna
RICOPRIMENTI)PER)HIGH)MECH)E)BIOMEDICALE)In#
collaborazione#con##
ISTEC))Faenza)
)CENTRO)
RICERCHE)FIAT########
Ricoprimenti#con#materiali#biocompatibili#(idrossiapatite)##e/o#indurenti#su#protesi#
Ricoprimenti#indurenti#su#componenti#meccaniche#soggette#ad#usura#
Finanziato)da)Progetto))MiSE)Industria2015)
ISMN%Bologna
22 Febbraio 2013
Sorgen9$di$illuminazione$ad$elevato$risparmio$energe9co$OLET:$$
Organic$Light$Emi.ng$Transistor$OLED:$$
Organic$Light$Emi.ng$Diode$$'
ISMN%Bologna ISOF/ISMN
~ 100 µm
22 Febbraio 2013
Solar Energy
ISOF/ISMN
Solution-Processable solar cells & modules
Obiettivi del progetto
Istituto per lo studio dei Materiali Nanostrutturati
OBIETTIVI DIMOSTRATORE:
Attività congiunta ISOF-ISMN
Istituto per lo studio dei Materiali Nanostrutturati
! Studio e caratterizzazione di nuovi materiali: i) fotoattivi, ii) funzionali
! Fabbricazione di celle solari (aventi diversa architettura, e.g. TANDEM) con tecniche di processo da soluzione, facilmente scalabili su larga scala
! Caratterizzazioni ottiche, morfologiche ed elettriche di dispositivi finiti
! Test d’invecchiamento accelerati (ALT) e valutazione criticità
Tecnologie per la salute e la qualità della vita
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
• To fabricate organic optoelectronic devices integrated with neural cells capable of providing stimulation and transduction of neural cells bioelectrical activity in vitro and/or in vivo:
• To explore the potential application of organic devices as diagnostic tools for Epilepsy and Neuro-regenerative medicine.
! Photostimulation (OLET,OLED, hybrid interface) ! Photodetection (OPV, LS-FET)
! Electrical Stimulation-Electronic recording (O-CST, O-ECT)
Possibile sviluppo delle Attività congiunte ISOF-ISMN
Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati
Organic materials and field effect device to develop new diagnostic HTS tools for monitoring, stimulation and modulation of electrophysiological parameters.
Personalized Healthcare
Patent: EP 2659527-A1
Targeted applications: In vitro
• HTS pharmaceutical Drug screening • Toxicological Screening for REACH In vivo • Diagnosis: implantable Ecog for epileptic seizures • Therapy: Electrotimulation for Parkinson Disease, Peripheral Nerve Injury,
Trauma
Silk-based photonic structures ISOF-ISMN
Istituto per lo studio dei Materiali Nanostrutturati
Fabrication and characterization of silk-based optically-active nanopatterned structure • Task 3.1 Fabrication of nanopatterned silk structures by means of soft-
lithography and nanoimprinting techniques • Task 3.2 Optical and photonic characterization of nano-imprinted
structures functionalized with optically-active organic molecules
• Task 3.3 Study of interaction of silk substrates with living cells for microfluidic implementation
SEM+
Possibile sviluppo delle Attività
Istituto per lo studio dei Materiali Nanostrutturati
Development and validation in real settings of reliable, low-cost micro-nano-bio and bio-photonics systems driven by users (ITC28 in H2020)
Cell outgrowth and targeted drug delivery or imaging
Free-standing and conformable diffractive gratings
Silk microfluidic devices
V. Benfenati et al. Adv. Func. Mater. 2012 C. J. Bettinger Adv. Mater. 2007
ISOF e ISMN: una storia che continua
Istituto per lo studio dei Materiali Nanostrutturati
! ISOF e ISMN hanno una lunga storia di collaborazione che si è rafforzata negli ultimi anni
! Collaborare è piacevole, utile e….
! …moltiplica le opportunità per entrambi gli istituti