Descrizione

L'attività scientifica del gruppo è improntata sullo studio di cristalli fotonici colloidali e polimerici nonché di nanostrutture plasmoniche di metalli nobili. In particolare il gruppo lavora alla preparazione e caratterizzazione di opali sintetici, multistrati polimerici (detti riflettori di Bragg) e microcavità planari cresciute con materiali polimerici. Una volta preparate, le nanostrutture sono drogate con materiali fotoattivi (semiconduttori polimerici/molecolari, nanoparticelle metalliche, polimeri fotocromici, nanocristalli) ed utilizzate per studiare processi fotofisici/fotochimici specifici per applicazioni nella fotonica organica, nella sensoristica e nel fotovoltaico.

Mediante queste strutture è possibile preparare laser completamente polimerici (in cui sia il materiale attivo sia gli specchi hanno natura macromolecolare) e che non necessitano di supporto e sono quindi applicabili a qualsiasi tipo di superficie, anche curva. Questo risultato è particolarmente interessante perché le strutture analoghe realizzate con materiali inorganici stentano a trovare applicazione in quanto non sono adattabili a strutture/dispositivi pre-esistenti.

Una seconda importante attività riguarda i sensori. Sono stati ottenuti sensori per analiti in fase vapore che si basano sia sul processo del fluorescence quenching di polimeri coniugati per la rivelazione degli esplosivi che sensori cromatici che possono lavorare in diverse regioni spettrali. Questi ultimi sono basati su nanocompositi polimerici (nanoparticelle di ZnO in polistirene). Attualmente, si stanno testando diversi tipi di materiali polimerici valutandone la processabilità, la possibilità di modificarne l'indice di rifrazione mediante l'aggiunta di nanocariche (nanoparticelle inorganiche o metalliche) nonché le applicazioni fotoniche (interruttori ottici e fotomodulatori).

Per quanto riguarda gli opali ed i monostrati di microsfere, di cui si sta ottimizzando la procedura di crescita su ampia scala in maniera rapida, si sono studiati i fenomeni di interazione-radiazione materia, eventualmente in presenza di strutture plasmoniche. Questultime possono essere create sia evaporando oro su opali usati come templati sia sintetizzando nanoparticelle metalliche di varia forma e composizione ed eventualmente derivatizzate con fluorofori.

L'attività di ricerca, prevalentemente di natura fondamentale, ha un occhio di riguardo per le applicazioni tecnologiche che hanno consentito la stipula di contratti di ricerca con alcune aziende e la sottomissione di alcune domande di brevetto.
L'attività di ricerca è finanziata dal progetto PRIN 2011-2012, da finanziamenti dalla Fondazione CARIGE, Compagnia di San Paolo, da Progetti Europei e da contratti industriali con primarie aziende che lavorano nel campo dei polimeri (ENI spa e Solvay Specialty Polymers). Questi progetti hanno permesso di instaurare alcune collaborazioni, in particolare con l'Università del Piemonte Orientale (Prof. M. Laus, Prof. K. Sparnacci), Pisa (Prof. G. Galli), NTU Singapore (Prof. C. Soci), IIT Milano (Prof. G. Lanzani), SCITEC-CNR (Dott.ssa P. Stagnaro), INRiM (Dott. L. Boarino e A. Angelini) a cui si aggiungono quelle di lunga durata con l'Università di Pavia (Proff. F. Marabelli, M. Patrini, L.C. Andreani) ed il Dipartimento di Fisica del nostro Ateneo (Prof. F. Buatier de Mongeot).

Principale Strumentazione Disponibile

Several optical systems, optical tables, breadboards, optical fibers, light sources, detectors etc.; Chemical laboratory equipment (Benches, fume hood, gas lines, etc.); Differential Scanning Calorimeter Mettler-Toledo model 821e; System for the optical measurements of sensors: fiber probe, light sources (UV-VIS-NIR), spectrometers, etc.; Fourier transform IR spectrometer coupled with photoacoustic cell, diffuse reflectance apparatus, ATR for powder and liquids in diamond and ZnSe; Field emission scanning electron microscope ZEISS SUPRA 40 PV; Setup for Quantum efficiency measurement for thin film and liquids (excitation wavelength 405, 448, 532, 659 nm); Time resolved photoluminescence (time correlate single photon counting, TCSPC) coupled with pulsed laser (405 nm, 200 ps) and hybrid detector; Setups for angle resolved reflectance, transmittance and photoluminescence measurement; 3 Spin-coaters Novocontrol Novospin (1-200 RPS) equipped with membrane vacuum pumps; Centrifuge Heraeus Labofuge 200; Fan-assisted Binder incubator; Plasma cleaner Gambetti Colibrì with different Gases and mixtures; 5 portable spectrometers UV-VIS (200-1150 nm); Fourier transform NIR portable spectrometer (900-2500 nm); Rigaku Raman spectrometer, excitation 1064 nm; Spectrophotometers Perkin-Elmer Lambda 9 (200-3300 nm) and Shimadzu UV-1800 (190-1000 nm); Spectrofluorimeter o Perkin-Elmer MPF-44A; Thermogravimetric analysis (TGA) system STAR Metler; Differential scanning calorimetry (DSC) Metler DSC1 STAR System; Anglometer Attension-BiolineScientific; Atomic Force Microscope Nanosurf NanoCore; Field Emission Scanning  Electron Microscope (FE-SEM) ZEISS SUPRA 40 VP; Electron Transmission Microscope (Funded).

Sito web

https://www.rely-photonics.it/

Responsabile scientifico/Coordinatore

COMORETTO Davide (Chimica e Chimica industriale (DCCI))

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Settore ERC del gruppo

• PE2_9 - Optics, non-linear optics and nano-optics
• PE3_12 - Molecular electronics
• PE5_10 - Colloid chemistry
• PE5_15 - Polymer chemistry
• PE5_6 - New materials: oxides, alloys, composite, organic-inorganic hybrid, nanoparticles

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Componenti

Altro Personale

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