#: locale=it ## Action ### URL LinkBehaviour_8EE0CB74_8550_DB53_41C1_93C9BA69CA0F.source = https://www.enea.it/it/centro-ricerche-portici WebFrame_22F9EEFF_0C1A_2293_4165_411D4444EFEA.url = https://www.google.com/maps/embed?pb=!1m18!1m12!1m3!1d1359.6223281423818!2d14.33599089946006!3d40.80924782631426!2m3!1f0!2f0!3f0!3m2!1i1024!2i768!4f13.1!3m3!1m2!1s0x0%3A0x536cc3e746f50860!2sEnea%20Centro%20Ricerche!5e1!3m2!1sit!2sit!4v1628617546506!5m2!1sit!2sit WebFrame_22F9EEFF_0C1A_2293_4165_411D4444EFEA_mobile.url = https://www.google.com/maps/embed?pb=!1m18!1m12!1m3!1d1855.655606373518!2d12.111655916981157!3d42.413480563474394!2m3!1f0!2f0!3f0!3m2!1i1024!2i768!4f13.1!3m3!1m2!1s0x132f2cfbcd9aed79%3A0x39830cf23f0c911d!2sUniversit%C3%A0%20degli%20Studi%20della%20Tuscia!5e0!3m2!1sit!2sit!4v1604081615146!5m2!1sit!2sit" width="600" height="450" LinkBehaviour_75A26328_5732_84C5_41B0_23FAF0971BAB.source = https://www.scienzainsieme.it/ ## Hotspot ### Tooltip HotspotPanoramaOverlayArea_1C20F8FB_075A_3ED7_4194_4424C196255D.toolTip = Iniettore meccanico HotspotPanoramaOverlayArea_B8B5D663_A46B_4E7D_41E0_6829A1928A90.toolTip = LABORATORIO ECO-TOSSICOLOGIA HotspotPanoramaOverlayArea_B903FFC8_A465_BE4B_41E3_0C074345CD0D.toolTip = LABORATORIO NANOMATERIALI E DISPOSITIVI HotspotPanoramaOverlayArea_B8C5AA4C_A46B_C64B_41D5_89941A376E0C.toolTip = LABORATORIO SENSORI HotspotPanoramaOverlayArea_1FCC896B_075A_5FF7_4139_14935977EAFE.toolTip = Strumenti di misura certificata delle polveri ## Media ### Title photo_93AF4BBB_BA33_AC82_41D3_B2CE72D05463.label = 1111 panorama_27114E76_3167_2588_41B0_D03C7BE466DE.label = CAMERA PARTICOLATO panorama_3C405218_31A9_22A0_41C2_CCA4A2487DE4.label = CAMERA PULITA BIANCA - PROCESSO OLED panorama_3C419101_31A9_3EA1_41C2_90FA1A514BDB.label = CAMERA PULITA BIANCA II - PROCESSO OLED panorama_25BBFE7A_31EF_6296_41BA_48BF9ECF0E81.label = CAMERA PULITA GIALLA photo_D5B89C1D_CF3C_D35E_41DE_0DAD29A878EA.label = Foto hotspot 3 album_292DA612_3169_659A_4193_7714223011C0_0.label = Hotspot1figura1 panorama_3C41FD67_31A9_6160_41BE_52B7812307A1.label = LAB. ECOTOSSICOLOGIA panorama_3C41EE22_31A9_22E0_4193_48C0FDBAA0DE.label = LABORATORIO INKJET panorama_3C41DF88_31A9_E1A0_41C3_C966744DA2DA.label = LABORATORIO OPV/OPD panorama_3C405EEE_31A9_2360_41C8_5B3C94076590.label = LABORATORIO OPV/OPD II panorama_24E6D192_316B_1E8B_4196_61BB0DAF4E25.label = LABORATORIO SENSORI A GAS album_292DA612_3169_659A_4193_7714223011C0.label = Photo Album Hotspot1figura1 panorama_3C4090D9_31A9_1FA0_41BF_C3F796F3877D.label = VISTA AEREA photo_D8601AE4_CF2C_B4ED_41C3_3B00A911301C.label = foto_hotspot1 photo_D52B8343_CF24_B52A_41E9_B51BDB3BE659.label = foto_hotspot2 photo_D4D01C1C_CF3C_D35D_41D7_295E7AD5B7E9.label = foto_hotspot4 photo_D2AE859C_CF2C_5D5D_41E0_76D388377BE7.label = foto_hotspot5 photo_1E80AEB3_075E_5556_4191_81F8164BE936.label = fotohostpot1CameraParticolato photo_1D396287_075A_4D3F_4179_41830A88202C.label = fotohostpot2CameraParticolato photo_9EFE1AC0_BA32_ECFE_41D1_C076F384AAC9.label = hotspot2figura2 photo_18E6EC42_0E3A_06E6_4186_16231CA5B548.label = hotspot3figura111111 album_292DA612_3169_659A_4193_7714223011C0_1.label = testo 1 photo_ECBD17B1_CF2C_5D67_41DE_06B35854FA80.label = uno ## Popup ### Body htmlText_D724691F_C0EF_DA0C_41C7_16EF5DFC0F88.html =
Il sistema EVG620NT permette di effettuare l’allineamento di maschere fotolitografiche con le strutture già presenti su un campione e di impiegare il processo all'avanguardia della NanoImprint Lithography (NIL), che consente di realizzare strutture estremamente piccole fino a circa 40 nm di larghezza. E’ una tecnologia di litografia alternativa a basso costo e ad alto volume per la produzione di massa di strutture su micro e nanoscala.
Con questo sistema fotolitografico, vengono definite le geometrie dei materiali che si depositano in forma di film sottile, ad esempio per gli elettrodi dei dispositivi elettronici organici (es. OLED, OPV, OTFT). La risoluzione di un processo litografico indica la dimensione minima delle strutture che possono venire realizzate: il processo fotolitografico può produrre strutture fino a circa 1 μm, un sistema NIL può scendere ad alcune decine di nanometri, un sistema a fascio elettronico può raggiungere pochi nanometri.
Le maschere fotolitografiche qui utilizzate sono preparate con un pattern-generator, un altro sistema installato nella camera pulita. Per completare il processo fotolitografico sono necessari degli spin coater, per depositare il fotoresist, e vasche chimiche per rimuoverlo dove non necessario, nonché per rimuovere i materiali che formano le parti da preparare.
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Qui vengono effettuati i testi di embriotossicità con il riccio di mare Paracentrotus lividus . Il riccio di mare è un bioindicatore, cioè una specie vivente particolarmente sensibile ai cambiamenti e al degrado generato da inquinanti ambientali. Il test di embriotossicità, che individua eventuali alterazioni patologiche degli embrioni del riccio Paracentrotus lividus, specie autoctona italiana, ci consente di determinare una situazione di inquinamento dell’ecosistema marino in cui vive.
Il test viene eseguito secondo quanto riportato dalla metodica dell’Environmental Protection Agency (EPA 1995) (figura 1). Una volta ottenuti i ricci di mare adulti, la prima fase del test consiste nel prelevare i gameti maschili (spermatozoi) e femminili (ovuli) e ottenere una sospensione di uova, dove il rapporto spermatozoi/uova sia di 10:1. Per far avvenire la fecondazione la sospensione viene tenuta alla temperatura di 18±1°C per 20 minuti. Per la verifica dell’embriotossicità è necessario esporre 1 mL di soluzione di uova fecondate a 10 mL della soluzione test in una cella termostatica al buio a 18°C±1 per 72 ore. La stima della percentuale di larve normali avviene contandone 100.
La Figura 2 (a, b, c, d, e) mostra le possibili anomalie dello sviluppo: larve sviluppate ma che presentano malformazioni scheletriche e/o all’apparato digerente (P1), fasi pre-larvali di blastula, gastrula, prisma e larva precoce (P2).
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L’apparecchiatura può operare in modalità manuale o automatica e si compone di un sistema di avvolgimento e svolgimento delle bobine (rispettivamente a monte e a valle dell’apparecchiatura), una stazione per la stampa degli inchiostri e un’area per il trattamento del materiale depositato costituita da un forno corredato di lampade UV e IR. La sezione di stampa è equipaggiata di teste a singolo ugello Microdrop, basate sulla tecnologia piezoelettrica drop on demand. Possono essere alloggiate un numero massimo di 4 teste erogatrici in grado di emettere gocce con volumi di 100-200 pL e operanti una alla volta. Le teste di stampa sono dotate di movimentazione lungo gli assi x e y rispetto al piano di stampa (risoluzione micrometrica, velocità massima 50 mm/s) e vengono controllate nel posizionamento lungo l’asse z.
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BRAUN MB-UV-O3 Cleaner è un sistema integrato per la pulizia con ozono e luce ultravioletta (UV) di semiconduttori e componenti ottici e substrati di qualsiasi tipo. L'applicazione simultanea di ozono e luce UV si traduce in una rimozione efficace della contaminazione organica e carboniosa residua dalle superfici, fino ad angoli di contatto di 5°. L’utilizzo di tale sistema consente una migliore adesione dei film sottili di materiali che vengono depositati sulle superfici trattate.
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Benvenuti nel Laboratorio di caratterizzazione di sensori di gas in atmosfera controllata. In questo laboratorio si studia il comportamento di materiali e sensori sensibili ad inquinanti atmosferici o più semplicemente sensibili all’atmosfera in cui sono immersi. Il laboratorio è dotato di tre impianti di caratterizzazione ognuno con delle specificità particolari. I materiali o i sensori da studiare vengono installati nelle camere degli impianti e quindi isolati dall’atmosfera del laboratorio e sottoposti ad una atmosfera artificiale che può essere controllata in umidità, temperatura e specie chimiche che la compongono. In questo modo è possibile capire e misurare proprietà dei materiali sottoposti al test come ad esempio la resistenza elettrica e legare i cambiamenti di queste proprietà ai cambiamenti controllati dell’atmosfera artificiale che circonda i materiali.
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Benvenuto nel laboratorio di ecotossicologia del C.R. ENEA Portici.
L’ecotossicologia è lo studio degli effetti tossici delle sostanze inquinanti sugli ecosistemi e sugli esseri viventi che ne sono parte. Spesso la sola verifica della presenza/assenza di un contaminante nell’ambiente, senza determinarne gli effetti concomitanti con altre sostanze, può rivelarsi insufficiente per valutare la qualità ambientale. Le attività umane hanno frequentemente impatti molto negativi sull’ambiente, ma negli ultimi anni, con il crescente sviluppo e utilizzo di nuovi materiali è divenuto sempre più necessario comprendere e definire gli eventuali effetti tossici di tali sostanze, anche prima della loro immissione sul mercato e commercializzazione. L’ecotossicologia che ci consente di prevedere il potenziale impatto di un inquinante sull’intero ecosistema e non solo sulle sue componenti isolate, si è dimostrata un valido strumento per poter valutare la qualità e l’eventuale livello di rischio ambientale e, quindi, definire possibili azioni di protezione e, nel caso, risanamento.
Nel nostro laboratorio potrai conoscere in particolare come si conducono i seguenti test:
- Test di inibizione della crescita algale con diverse specie di microalghe
- Test di embriotossicità con il riccio di mare Paracentrotus lividus
- Test di inibizione della bioluminescenza con il batterio Vibrio fischeri
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Ci troviamo all’interno della sala OPV/OPD del laboratorio NANO nel C.R. ENEA di Portici. In questo laboratorio vengono realizzate celle fotovoltaiche e fotodiodi organici. Negli ultimi anni c’è stato un crescente interesse sia scientifico che industriale verso i materiali organici come alternativa per la realizzazione di dispositivi allo stato solido. In questo laboratorio ci occupiamo della realizzazione, caratterizzazione e modelling di dispositivi fotovoltaici e fotodiodi che utilizzano materiali organici semiconduttori nel processo di fotogenerazione della corrente. Sono costituiti da un elettrodo trasparente conduttivo (ITO su vetro o plastica), un materiale organico (molecole organiche o polimeri) ed un elettrodo metallico. Tra gli elettrodi ed il materiale organico vengono di solito utilizzati dei layer trasportatori di lacune o di elettroni. L’assorbimento della luce avviene ad opera del materiale organico che è responsabile anche del trasporto delle cariche fotogenerate agli elettrodi. Nel laboratorio vengono messi a punto tutti gli strati necessari per il funzionamento del dispositivo ottimizzandoli all’interno della struttura al fine di migliorare l’efficienza di conversione. Come materiali attivi, si utilizzano sia materiali commerciali di ultima generazione, sia materiali di sintesi in collaborazione con i principali istituti di ricerca italiani.
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Gli strumenti DustTrack (sx) e Lasair (dx) misurano rispettivamente le concentrazioni di polveri sottili in aria e la distribuzione delle dimensioni delle particelle che compongono la polvere che è sospesa in aria. In questo modo è possibile conoscere istantaneamente le caratteristiche della polvere a cui sono esposti i sensori sottoposti a Test nella Camera Particolato.
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Glove Box operante in atmosfera inerte, cioè in un ambiente in cui il contenuto di ossigeno e umidità è controllato e presente in piccolissime quantità (parti per milione). In questa apparecchiatura effettuiamo la caratterizzazione delle celle fotovoltaiche; è presente un simulatore solare integrato, cioè una apparecchiatura che riproduce la radiazione solare, con il quale misuriamo le prestazioni elettriche delle celle.
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Il punto indicato è un accesso al sistema di deposizione dei materiali degli OLED, che è corredato di due camere a guanti (glove-box) sigillate, al cui interno è presente un’atmosfera inerte, cioè con contenuto praticamente nullo di ossigeno e vapore acqueo, che sono dannosi per i materiali che formano gli OLED. I guanti permettono di manipolare i materiali ed i dispositivi all’interno della box, senza far entrare l’aria.
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In questa camera trasparente vengono testati sensori che misurano le concentrazioni di polveri sottili (PM 1, PM 2.5, PM 10) in aria. Qui è possibile simulare ambienti estremamente polverosi e studiare il comportamento di sensori commerciali in situazioni estreme. La camera è dotata di un iniettore di precisione di polveri in aria; di un misuratore certificato delle polveri presenti in aria; di sistema di ventilazione per la diffusione omogenea delle polveri e di sensori di temperatura e umidità.
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L'iniettore meccanico TOPAS SAG410 spruzza polvere secca mediante aria compressa. Le quantità di polvere sono controllate mediante una cinghia di trascinamento calibrata. Cambiando parametri quali la velocità della cinghia e il flusso di aria compressa è possibile controllare la concentrazione di polvere dispersa in aria all'interno della Camera di Particolato
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La bioluminescenza è un fenomeno per il quale alcuni esseri viventi emettono luce. Per questo test utilizziamo il Vibrio fischeri, un batterio a forma di bastoncello, che in natura si trova prevalentemente in simbiosi con altri animali marini, e ha proprietà bioluminescenti. Il test consente di valutare la tossicità acuta di campioni o estratti di acqua dolce, marina o salmastra utilizzando come risposta l’inibizione della bioluminescenza naturalmente emessa dal Vibrio fischeri. I batteri liofilizzati vengono riattivati prima dell’inizio del test con una soluzione ricostituente a 4°C. Contestualmente viene preparata una serie di diluzioni del campione da testare, a seconda della tipologia del test scelto. I batteri ricostituiti vengono aggiunti in ogni cuvette contenente le diverse concentrazioni del campione e viene quindi effettuata una lettura della bioluminescenza con un fotometro (Microbics Model 500 Toxicity Analyzer) dopo 5, 15 e 30 minuti di esposizione. Il test viene sempre ripetuto due volte e i dati vengono successivamente elaborati statisticamente.
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La cappa chimica aspirante serve per il maneggiamento in sicurezza di sostanze chimiche. Il suo principale impiego è la preparazione degli inchiostri, costituiti da soluzioni o sospensioni di materiali funzionali (es. polimeri isolanti o conduttori, particelle metalliche o semiconduttrici, ecc.), in opportuni solventi ed eventuali additivi stabilizzanti la miscela a partire da precursori commerciali. La formulazione degli inchiostri è progettata e realizzata in modo che le loro proprietà chimiche e fisiche rispettino le caratteristiche operative delle teste di stampa delle apparecchiature inkjet presenti nel Laboratorio.
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L’apparecchiatura inkjet Fujifilm DIMATIX DMP2831 è un sistema automatizzato, equipaggiato di teste multi-ugello, che viene impiegato per la stampa di materiali funzionali da soluzione su foglio singolo, rigido o flessibile. Le teste di stampa sono costituite da 16 ugelli che operano con tecnologia piezoelettrica drop on demand ed emettono gocce di volume 10 picolitri; ciascun ugello viene controllato singolarmente ed è scelta dell’operatore se utilizzare gli ugelli tutti simultaneamente o solo una parte. La testa di stampa è dotata di movimentazione x-y rispetto al piano di stampa su cui viene posto il substrato.
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Questa è la zona in luce bianca della camera pulita. E’ dedicata al processo di fabbricazione delle sorgenti luminose OLED (organic light-emitting diode), su cui si fa ricerca nel Laboratorio NANO. Tali sorgenti luminose sono costituite da materiali organici elettroluminescenti (generano luce quando sono attraversati da corrente elettrica), e vengono preparate su substrati trasparenti rigidi (vetro) o flessibili (plastica). Gli OLED sono studiati per i display piatti o flessibili e per l’illuminazione degli ambienti, in quanto sono sorgenti luminose a larga area che possono garantire un‘ottima resa visiva. Devono possedere, tra l’altro, alta efficacia, basso consumo elettrico, lungo tempo di vita, bassi costi di realizzazione, basso impatto ambientale dei materiali e delle tecnologie di fabbricazione, utilizzabilità in vari contesti.
La ricerca del Laboratorio NANO sugli OLED ha due obiettivi principali: (i) il miglioramento della loro efficacia di funzionamento, attraverso l’utilizzo di materiali ad alta emissione ed architetture innovative dei dispositivi, e (ii) lo studio dei meccanismi di degrado dei materiali che li compongono, che è mirato ad incrementarne il tempo di vita, usando un layout da noi brevettato per l’incapsulamento e tecnologie innovative di deposizione degli strati incapsulanti.
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Questa è la zona in luce gialla della camera pulita del Laboratorio NANO.
Una camera pulita è un ambiente con bassa presenza di polvere nell’aria, dove è possibile preparare materiali e dispositivi senza che vengano danneggiati dai granelli di polvere presenti nell’aria normale.
La camera pulita del Centro Ricerche Portici è “classe 100” (o ISO5), cioè in un metro cubo d’aria ci sono non più di 3.520 particelle di polvere di dimensioni massime 0,5 μm, grazie ad appositi filtri ed alla circolazione forzata dell’aria. Invece, in un normale ambiente possono esserci alcuni milioni di particelle per metro cubo d’aria.
Il colore giallo di questo ambiente è dovuto all’illuminazione impiegata: infatti, in questa sala facciamo fotolitografia, un processo per preparare le configurazioni geometriche delle parti dei dispositivi mediante l’uso di un materiale fotosensibile (fotoresist), che degraderebbe se esposto alla luce blu-verde presente nella luce bianca. Una luce a dominante gialla risulta meno disturbante alla vista rispetto ad altri colori.
Qui vengono realizzate le parti dei micro-dispositivi studiati dal Laboratorio NANO e fabbricati dispositivi di elettronica organica quali: sorgenti luminose OLED (organic light-emitting diode), celle fotovoltaiche OPV (organic photovoltaics), e transistor a film sottile organici OTFT (organic thin film transistors).
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Questo è il banco sul quale vengono effettuati i test di inibizione della crescita algale. Questi test ci permettono di conoscere l’effetto tossico cronico di una sostanza su un ecosistema acquatico, attraverso l’evidenziazione dell’inibizione della crescita di alcune specie di alghe, rispetto a valori standard (UNI EN,1993). Il metodo può essere utilizzato sia per ecosistemi di acqua dolce che salata. Le specie di alghe comunemente utilizzate sono Pseudokirchneriella subcapitata per l’acqua dolce e Dunaliella tertiolecta, Tetraselmis suecica e Phaeodactilum tricornutum per acque di mare. Il test prevede una fase di preparazione durante la quale una quantità standardizzata di sospensione algale viene sottoposta a conteggio cellulare e diluita fino ad ottenere la densità necessaria all’inoculazione della stessa nei campioni da testare, collocati su una piastra multipozzetto. L’inoculo algale viene aggiunto in ogni pozzetto e le piastre vengono incubate a 20°C sotto luce bianca continua per 72 ore, al termine delle quali, la densità algale delle soluzioni provenienti da ogni pozzetto viene determinata con la camera di Burker, uno strumento per il conteggio delle cellule.
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Questo è il sistema di deposizione di film sottili di materiali organici, di ossidi e di metalli, dedicato alla fabbricazione di dispositivi optoelettronici organici (OLED, OTFT, sensori); è costituito da una camera di processo per evaporazione (al cui interno sono contenute 8 sorgenti di tipo Knudsen per materiali organici, 3 sorgenti termiche per metalli, 1 sorgente per materiali a bassa funzione lavoro), una camera di deposizione mediante tecnica sputtering, per la deposizione di ossidi metallici e di metalli, ed integrato in una glove box a 3 guanti.
I materiali da depositare vengono inseriti all’interno della glove box, mantenuta in atmosfera inerte, e da questa trasferiti all’interno delle camere di processo, per la deposizione sui substrati su cui andranno a formare i dispositivi. Mantenendo materiali e dispositivi all’interno della glove box fino al completamento del processo di realizzazione, li preserviamo dal contatto con ossigeno e vapore acqueo, che li degraderebbero chimicamente in maniera irrimediabile.
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Siete nella sala del laboratorio inkjet Printing (IJP) del laboratorio NANO che si occupa dello sviluppo, caratterizzazione e deposizione IJP di inchiostri funzionali a base di materiali con proprietà di conduttori, semiconduttori, isolanti e polimeri di grado ottico per applicazioni elettroniche, optoelettroniche e ottiche.
La tecnologia IJP si basa sulla deposizione di gocce molto piccole (volumi tipici da decine a centinaia di picolitri) di soluzioni o sospensioni liquide per realizzare strutture a singola goccia e superfici (ottenute per sovrapposizione di gocce contigue) con geometrie definite mediante software di grafica (CAD, bitmap, …). Questo metodo di deposizione digitale permette di porre il materiale funzionale sul substrato, rigido o flessibile, in maniera selettiva solo dove richiesto dall’operatore, senza impiegare maschere o master e riducendo i passi di processo, minimizzando i prodotti di scarto e abbattendo i costi di processo.
Le attività di ricerca svolte nel laboratorio IJP sono focalizzate sulla realizzazione di microstrutturazioni, microlenti, transistor, celle solari e sensori di gas con strutture a singolo strato o multistrato, unicamente mediante la tecnica IJP oppure IJP in congiunzione con tecniche di deposizione tradizionali.
Parte di questa ricerca è oggetto di progetti europei:
- TDK4PE (https://materiali.sostenibilita.enea.it/projects/tdk4pe)
- CHEETAH (http://www.cheetah-project.eu/consortium/enea.html)
- PULSE COM (https://sostenibilita.enea.it/projects/pulse-com)
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Una glove Box o scatola a guanti è un contenitore sigillato, appositamente progettato e costruito per manipolare strumenti e sostanze in un ambiente confinato e completamente separato da quello in cui si trova il ricercatore. Questa glove box, con Evaporatore Termico integrato , opera in atmosfera inerte, cioè in un ambiente in cui il contenuto di ossigeno e umidità è controllato e presente in piccolissime quantità (parti per milione). Essa è dotata di tutte le facilities per la deposizione di polimeri da soluzione, con il processo di spin-coating, e per la deposizione dei contatti per la raccolta di cariche, attraverso il processo di evaporazione termica.
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Una cappa chimica è una struttura dove vengono eseguiti esperimenti e lavorazioni che possono generare vapori tossici: la cappa li aspira e li convoglia verso l’ esterno del laboratorio, senza rischi per gli operatori. Le cappe chimiche del laboratorio NANO sono dotate di sistemi di deposizione da soluzione (spin coater), piastre riscaldanti per asciugare i materiali depositati, e vasche chimiche per l’attacco chimico (etching) per la rimozione di materiali e per le fasi in soluzione dei processi fotolitografici.
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Box termostatato dell’ impianto 0 per i test con Composti Organici Volatili
Impianto in grado di misurare fino a 5 sensori contemporaneamente in atmosfera controllata dove è possibile impostare le concentrazioni di inquinanti atmosferici (fino a tre contemporaneamente). In questo impianto è inoltre possibile iniettare Composti Organici Volatili (VOC) presenti nell’aria di tutti i giorni ma che in alte concentrazioni possono essere pericolosi per la salute.
Nella foto: la camera di test all’interno del box climatizzato. Nell’inset si vedono i sensori di gas installati e pronti per essere chiusi dentro la camera e studiati.
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Box termostato dell’Impianto 2 per i test delle centraline
L’impianto gestisce fino a 3 sensori di gas contemporaneamente, è inoltre dotato di una camera sensori di ben 15 litri per ospitare anche più sistemi sensori completi di elettronica (centraline). In questo modo è possibile valutare le prestazioni dei sensori quando sono installati all'interno dei sistemi dove dovranno lavorare.
Nella foto 1, il Box Frigo aperto: si vede la camera da 15 litri dove possono essere alloggiate le centraline per la misurazione della qualità dell’aria come ad esempio nella foto 2, che mostra gli 8 moduli “MONICA” pronti per essere testati. Per maggiori informazioni sulle centraline mobili Monica per il monitoraggio della qualità dell’aria e sulla partecipazione attiva dei cittadini alle campagne di misura degli inquinanti nell’aria di citta puoi approfondire QUI
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Camera termostatata dell’impianto 1 per i test in Ozono
Questo impianto gestisce fino a 3 sensori di gas contemporaneamente. E' specificamente disegnato per valutare gli effetti dell'ozono sui sensori. Infatti è dotato di un generatore di Ozono che genera il gas all’ingresso della camera di test eccitando l’ossigeno presente nell’aria da iniettare mediante una forte radiazione ultravioletta. A valle della camera di test un misuratore analitico d’ozono controlla che le concentrazioni previste dai protocolli siano realmente raggiunte.
In foto: il generatore d’ozono basato su lampada UV e il misuratore analitico di Ozono per la validazione delle misure.
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Computer di gestione dell’impianto di caratterizzazione dei sensori
Gli impianti di caratterizzazione dei sensori di gas in atmosfera controllata sono gestiti via computer. Il computer dialoga con la strumentazione dell’impianto per aprire e chiudere valvole, regolare flussi nelle linee di gas, regolare umidità, applicare tensione di alimentazione ai sensori e registrare tutti i parametri di test in un archivio elettronico. E’ possibile programmare protocolli automatici di test che possono durare ore, giorni, settimane.
In figura un esempio della finestra sinottica che appare sullo schermo del PC dove l’operatore può intervenire per la regolazione “manuale” dei parametri dell’impianto o per visualizzare l’andamento dei protocolli di test sui sensori di gas.
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Spettrometro ad infrarosso per il controllo dei Gas presenti in impianto
lo spettrometro è lo strumento che ci consente di analizzare i gas a cui vengono esposti i sensori per la validazione dei test. Questo strumento sfrutta il fenomeno dell’assorbimento della radiazione infrarossa da parte dei gas. Ogni specie chimica contenuta nell’aria assorbe in maniera specifica la radiazione infrarossa e quindi l’impronta che una specie chimica lascia nello spettro di assorbimento della radiazione infrarossa ci permette di riconoscere la specie chimica e la concentrazione in aria.
Nella foto: Antaris™ IGS Gas Analyzer: Lo spettrometro a infrarossi impiegato in laboratorio è dotato di un rivelatore criogenico per aumentare al massimo la sensibilità dello strumento. Questo strumento è in grado di riconoscere e misurare poche parti per milione (ppm) di svariati composti chimici volatili presenti in aria.
### Title window_DED17DC6_CF24_4D2D_41AA_264921107130.title = CAPPA CHIMICA window_FFF3F7F6_EF32_93D5_41D9_70CD88FDD0E9.title = Camera per Particolato window_F93D1281_EA63_58FC_41E7_20F9D877A80B.title = Camera pulita, classe 100, processo OLED window_D9F6C015_C0EF_4A1C_4174_C897C464D0F5.title = Camera pulita, classe 100, zona in luce gialla window_D805A269_C0F3_CE37_41CD_8C0DDB6F814C.title = Cappe chimiche window_D9F7F0CB_C0FC_CA0B_41E3_F80A6DF8FC96.title = Glove box window_DC52B57C_C0D3_4A0D_41E6_4875B8C19056.title = Glove box per la caratterizzazione elettrica window_D9124BD5_C0D5_5E1F_41D5_E1A3C562F74B.title = Glove box per realizzazione di dispositivi window_E876E52B_CF1C_5D7B_41E2_65687618CB5D.title = Il laboratorio di ecotossicologia window_1C2F68FB_075A_3ED7_4196_E9D710BB7430.title = Iniettore meccanico window_D29CD8A4_CF24_536D_41AD_0BBB034ED904.title = Laboratorio per il test di Sensori di Gas in ambiente controllato window_DEBD1558_CF24_DD25_41DB_3DBDFB5DB770.title = SISTEMA INKJET - AUREL window_DAF8BE43_CF2C_4F2B_41DC_826A3F063D6C.title = SISTEMA INKJET - DIMATIX window_FBAB4272_E578_8CF7_41D3_372FAEDC6140.title = Sala Inkjet Printing window_FB37EB26_E578_9C1F_417D_00E8A94882C5.title = Sala OPV/OPD del Laboratorio NANO window_D8221A52_C0FD_7E14_41D5_A126417780FA.title = Sistema UV + ozono window_F8998D0B_EA61_480C_417C_59369EA9C5B1.title = Sistema di deposizione di film sottili per la fabbricazione di dispositivi OLED window_D9E06B81_C0F5_DEF7_41E5_090576567A75.title = Sistema di fotolitografia e UV-NIL EVG620NT window_1FDAA96C_075A_5FF1_4188_14DBE641981F.title = Strumenti di misura certificata delle polveri window_EB44D464_CF1C_53ED_41E6_D558D022D4B9.title = Test di embriotossicità window_19B7281F_0E3A_0E9F_41A3_D8AC505567B9.title = Test di inibizione della bioluminescenza window_C63061B1_E569_8C75_41B5_E54CFED2ABDE.title = Test di inibizione della crescita algale ## Skin ### Button Button_062AF830_1140_E215_418D_D2FC11B12C47.label = INIZIA LA VISITA Button_062AF830_1140_E215_418D_D2FC11B12C47_mobile.label = INIZIA LA VISITA ### Dropdown DropDown_B6639F45_94E1_7B7C_41E0_7281EA03DC71_mobile.label = DIAMANTI DropDown_057BFA20_3AA3_A1EE_41A9_8EE569D894A7_mobile.label = FTU DropDown_057BFA20_3AA3_A1EE_41A9_8EE569D894A7.label = LAB. ECOTOSSICOLOGIA DropDown_C7637156_E239_6B05_41D0_21B4981CA863.label = LAB. NANOMATERIALI E DISPOSITIVI DropDown_5BCE3CC7_4952_B9A9_41BC_2475F81C58DB.label = LAB. SENSORI DropDown_057B3A27_3AA3_A1F2_41C0_6BB995D79A09_mobile.label = NPG DropDown_05784A29_3AA3_A1FE_41B1_E2305F2F53BE_mobile.label = PHOTOSPHERA DropDown_C45D6B06_E23F_FF04_41E3_F39A7197BA46.label = VISTA AEREA ### Image Image_05314BAF_3AA1_A6F2_41CB_86A11240FA50.url = skin/Image_05314BAF_3AA1_A6F2_41CB_86A11240FA50_it.png Image_05314BAF_3AA1_A6F2_41CB_86A11240FA50_mobile.url = skin/Image_05314BAF_3AA1_A6F2_41CB_86A11240FA50_mobile_it.png Image_062A182F_1140_E20B_41B0_9CB8FFD6AA5A.url = skin/Image_062A182F_1140_E20B_41B0_9CB8FFD6AA5A_it.jpg Image_062A182F_1140_E20B_41B0_9CB8FFD6AA5A_mobile.url = skin/Image_062A182F_1140_E20B_41B0_9CB8FFD6AA5A_mobile_it.jpg Image_06C5BBA5_1140_A63F_41A7_E6D01D4CC397.url = skin/Image_06C5BBA5_1140_A63F_41A7_E6D01D4CC397_it.jpg Image_06C5BBA5_1140_A63F_41A7_E6D01D4CC397_mobile.url = skin/Image_06C5BBA5_1140_A63F_41A7_E6D01D4CC397_mobile_it.jpg Image_0B48D65D_11C0_6E0F_41A2_4D6F373BABA0.url = skin/Image_0B48D65D_11C0_6E0F_41A2_4D6F373BABA0_it.jpg Image_0B48D65D_11C0_6E0F_41A2_4D6F373BABA0_mobile.url = skin/Image_0B48D65D_11C0_6E0F_41A2_4D6F373BABA0_mobile_it.jpg Image_EB14A03A_F9FF_02A1_41C1_85F996608C6E.url = skin/Image_EB14A03A_F9FF_02A1_41C1_85F996608C6E_it.png ### Label Label_0C5F23A8_3BA0_A6FF_419F_468451E37918.text = Centro Ricerche Portici Label_0C5F23A8_3BA0_A6FF_419F_468451E37918_mobile.text = Centro Richerche Frascati Label_0C5F13A8_3BA0_A6FF_41BD_E3D21CFCE151.text = ENEA Label_0C5F13A8_3BA0_A6FF_41BD_E3D21CFCE151_mobile.text = ENEA Label_0E9CEE5D_36F3_E64E_419C_5A94FA5D3CA1.text = Virtual Tour ### Multiline Text htmlText_D724691F_C0EF_DA0C_41C7_16EF5DFC0F88.html =
Il sistema EVG620NT permette di effettuare l’allineamento di maschere fotolitografiche con le strutture già presenti su un campione e di impiegare il processo all'avanguardia della NanoImprint Lithography (NIL), che consente di realizzare strutture estremamente piccole fino a circa 40 nm di larghezza. E’ una tecnologia di litografia alternativa a basso costo e ad alto volume per la produzione di massa di strutture su micro e nanoscala.
Con questo sistema fotolitografico, vengono definite le geometrie dei materiali che si depositano in forma di film sottile, ad esempio per gli elettrodi dei dispositivi elettronici organici (es. OLED, OPV, OTFT). La risoluzione di un processo litografico indica la dimensione minima delle strutture che possono venire realizzate: il processo fotolitografico può produrre strutture fino a circa 1 μm, un sistema NIL può scendere ad alcune decine di nanometri, un sistema a fascio elettronico può raggiungere pochi nanometri.
Le maschere fotolitografiche qui utilizzate sono preparate con un pattern-generator, un altro sistema installato nella camera pulita. Per completare il processo fotolitografico sono necessari degli spin coater, per depositare il fotoresist, e vasche chimiche per rimuoverlo dove non necessario, nonché per rimuovere i materiali che formano le parti da preparare.
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Qui vengono effettuati i testi di embriotossicità con il riccio di mare Paracentrotus lividus . Il riccio di mare è un bioindicatore, cioè una specie vivente particolarmente sensibile ai cambiamenti e al degrado generato da inquinanti ambientali. Il test di embriotossicità, che individua eventuali alterazioni patologiche degli embrioni del riccio Paracentrotus lividus, specie autoctona italiana, ci consente di determinare una situazione di inquinamento dell’ecosistema marino in cui vive.
Il test viene eseguito secondo quanto riportato dalla metodica dell’Environmental Protection Agency (EPA 1995) (figura 1). Una volta ottenuti i ricci di mare adulti, la prima fase del test consiste nel prelevare i gameti maschili (spermatozoi) e femminili (ovuli) e ottenere una sospensione di uova, dove il rapporto spermatozoi/uova sia di 10:1. Per far avvenire la fecondazione la sospensione viene tenuta alla temperatura di 18±1°C per 20 minuti. Per la verifica dell’embriotossicità è necessario esporre 1 mL di soluzione di uova fecondate a 10 mL della soluzione test in una cella termostatica al buio a 18°C±1 per 72 ore. La stima della percentuale di larve normali avviene contandone 100.
La Figura 2 (a, b, c, d, e) mostra le possibili anomalie dello sviluppo: larve sviluppate ma che presentano malformazioni scheletriche e/o all’apparato digerente (P1), fasi pre-larvali di blastula, gastrula, prisma e larva precoce (P2).
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L’apparecchiatura può operare in modalità manuale o automatica e si compone di un sistema di avvolgimento e svolgimento delle bobine (rispettivamente a monte e a valle dell’apparecchiatura), una stazione per la stampa degli inchiostri e un’area per il trattamento del materiale depositato costituita da un forno corredato di lampade UV e IR. La sezione di stampa è equipaggiata di teste a singolo ugello Microdrop, basate sulla tecnologia piezoelettrica drop on demand. Possono essere alloggiate un numero massimo di 4 teste erogatrici in grado di emettere gocce con volumi di 100-200 pL e operanti una alla volta. Le teste di stampa sono dotate di movimentazione lungo gli assi x e y rispetto al piano di stampa (risoluzione micrometrica, velocità massima 50 mm/s) e vengono controllate nel posizionamento lungo l’asse z.
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BRAUN MB-UV-O3 Cleaner è un sistema integrato per la pulizia con ozono e luce ultravioletta (UV) di semiconduttori e componenti ottici e substrati di qualsiasi tipo. L'applicazione simultanea di ozono e luce UV si traduce in una rimozione efficace della contaminazione organica e carboniosa residua dalle superfici, fino ad angoli di contatto di 5°. L’utilizzo di tale sistema consente una migliore adesione dei film sottili di materiali che vengono depositati sulle superfici trattate.
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Benvenuti nel Laboratorio di caratterizzazione di sensori di gas in atmosfera controllata. In questo laboratorio si studia il comportamento di materiali e sensori sensibili ad inquinanti atmosferici o più semplicemente sensibili all’atmosfera in cui sono immersi. Il laboratorio è dotato di tre impianti di caratterizzazione ognuno con delle specificità particolari. I materiali o i sensori da studiare vengono installati nelle camere degli impianti e quindi isolati dall’atmosfera del laboratorio e sottoposti ad una atmosfera artificiale che può essere controllata in umidità, temperatura e specie chimiche che la compongono. In questo modo è possibile capire e misurare proprietà dei materiali sottoposti al test come ad esempio la resistenza elettrica e legare i cambiamenti di queste proprietà ai cambiamenti controllati dell’atmosfera artificiale che circonda i materiali.
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Benvenuto nel laboratorio di ecotossicologia del C.R. ENEA Portici.
L’ecotossicologia è lo studio degli effetti tossici delle sostanze inquinanti sugli ecosistemi e sugli esseri viventi che ne sono parte. Spesso la sola verifica della presenza/assenza di un contaminante nell’ambiente, senza determinarne gli effetti concomitanti con altre sostanze, può rivelarsi insufficiente per valutare la qualità ambientale. Le attività umane hanno frequentemente impatti molto negativi sull’ambiente, ma negli ultimi anni, con il crescente sviluppo e utilizzo di nuovi materiali è divenuto sempre più necessario comprendere e definire gli eventuali effetti tossici di tali sostanze, anche prima della loro immissione sul mercato e commercializzazione. L’ecotossicologia che ci consente di prevedere il potenziale impatto di un inquinante sull’intero ecosistema e non solo sulle sue componenti isolate, si è dimostrata un valido strumento per poter valutare la qualità e l’eventuale livello di rischio ambientale e, quindi, definire possibili azioni di protezione e, nel caso, risanamento.
Nel nostro laboratorio potrai conoscere in particolare come si conducono i seguenti test:
- Test di inibizione della crescita algale con diverse specie di microalghe
- Test di embriotossicità con il riccio di mare Paracentrotus lividus
- Test di inibizione della bioluminescenza con il batterio Vibrio fischeri
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Ci troviamo all’interno della sala OPV/OPD del laboratorio NANO nel C.R. ENEA di Portici. In questo laboratorio vengono realizzate celle fotovoltaiche e fotodiodi organici. Negli ultimi anni c’è stato un crescente interesse sia scientifico che industriale verso i materiali organici come alternativa per la realizzazione di dispositivi allo stato solido. In questo laboratorio ci occupiamo della realizzazione, caratterizzazione e modelling di dispositivi fotovoltaici e fotodiodi che utilizzano materiali organici semiconduttori nel processo di fotogenerazione della corrente. Sono costituiti da un elettrodo trasparente conduttivo (ITO su vetro o plastica), un materiale organico (molecole organiche o polimeri) ed un elettrodo metallico. Tra gli elettrodi ed il materiale organico vengono di solito utilizzati dei layer trasportatori di lacune o di elettroni. L’assorbimento della luce avviene ad opera del materiale organico che è responsabile anche del trasporto delle cariche fotogenerate agli elettrodi. Nel laboratorio vengono messi a punto tutti gli strati necessari per il funzionamento del dispositivo ottimizzandoli all’interno della struttura al fine di migliorare l’efficienza di conversione. Come materiali attivi, si utilizzano sia materiali commerciali di ultima generazione, sia materiali di sintesi in collaborazione con i principali istituti di ricerca italiani.
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Gli strumenti DustTrack (sx) e Lasair (dx) misurano rispettivamente le concentrazioni di polveri sottili in aria e la distribuzione delle dimensioni delle particelle che compongono la polvere che è sospesa in aria. In questo modo è possibile conoscere istantaneamente le caratteristiche della polvere a cui sono esposti i sensori sottoposti a Test nella Camera Particolato.
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Glove Box operante in atmosfera inerte, cioè in un ambiente in cui il contenuto di ossigeno e umidità è controllato e presente in piccolissime quantità (parti per milione). In questa apparecchiatura effettuiamo la caratterizzazione delle celle fotovoltaiche; è presente un simulatore solare integrato, cioè una apparecchiatura che riproduce la radiazione solare, con il quale misuriamo le prestazioni elettriche delle celle.
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Il punto indicato è un accesso al sistema di deposizione dei materiali degli OLED, che è corredato di due camere a guanti (glove-box) sigillate, al cui interno è presente un’atmosfera inerte, cioè con contenuto praticamente nullo di ossigeno e vapore acqueo, che sono dannosi per i materiali che formano gli OLED. I guanti permettono di manipolare i materiali ed i dispositivi all’interno della box, senza far entrare l’aria.
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In questa camera trasparente vengono testati sensori che misurano le concentrazioni di polveri sottili (PM 1, PM 2.5, PM 10) in aria. Qui è possibile simulare ambienti estremamente polverosi e studiare il comportamento di sensori commerciali in situazioni estreme. La camera è dotata di un iniettore di precisione di polveri in aria; di un misuratore certificato delle polveri presenti in aria; di sistema di ventilazione per la diffusione omogenea delle polveri e di sensori di temperatura e umidità.
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L'iniettore meccanico TOPAS SAG410 spruzza polvere secca mediante aria compressa. Le quantità di polvere sono controllate mediante una cinghia di trascinamento calibrata. Cambiando parametri quali la velocità della cinghia e il flusso di aria compressa è possibile controllare la concentrazione di polvere dispersa in aria all'interno della Camera di Particolato
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La bioluminescenza è un fenomeno per il quale alcuni esseri viventi emettono luce. Per questo test utilizziamo il Vibrio fischeri, un batterio a forma di bastoncello, che in natura si trova prevalentemente in simbiosi con altri animali marini, e ha proprietà bioluminescenti. Il test consente di valutare la tossicità acuta di campioni o estratti di acqua dolce, marina o salmastra utilizzando come risposta l’inibizione della bioluminescenza naturalmente emessa dal Vibrio fischeri. I batteri liofilizzati vengono riattivati prima dell’inizio del test con una soluzione ricostituente a 4°C. Contestualmente viene preparata una serie di diluzioni del campione da testare, a seconda della tipologia del test scelto. I batteri ricostituiti vengono aggiunti in ogni cuvette contenente le diverse concentrazioni del campione e viene quindi effettuata una lettura della bioluminescenza con un fotometro (Microbics Model 500 Toxicity Analyzer) dopo 5, 15 e 30 minuti di esposizione. Il test viene sempre ripetuto due volte e i dati vengono successivamente elaborati statisticamente.
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La cappa chimica aspirante serve per il maneggiamento in sicurezza di sostanze chimiche. Il suo principale impiego è la preparazione degli inchiostri, costituiti da soluzioni o sospensioni di materiali funzionali (es. polimeri isolanti o conduttori, particelle metalliche o semiconduttrici, ecc.), in opportuni solventi ed eventuali additivi stabilizzanti la miscela a partire da precursori commerciali. La formulazione degli inchiostri è progettata e realizzata in modo che le loro proprietà chimiche e fisiche rispettino le caratteristiche operative delle teste di stampa delle apparecchiature inkjet presenti nel Laboratorio.
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L’apparecchiatura inkjet Fujifilm DIMATIX DMP2831 è un sistema automatizzato, equipaggiato di teste multi-ugello, che viene impiegato per la stampa di materiali funzionali da soluzione su foglio singolo, rigido o flessibile. Le teste di stampa sono costituite da 16 ugelli che operano con tecnologia piezoelettrica drop on demand ed emettono gocce di volume 10 picolitri; ciascun ugello viene controllato singolarmente ed è scelta dell’operatore se utilizzare gli ugelli tutti simultaneamente o solo una parte. La testa di stampa è dotata di movimentazione x-y rispetto al piano di stampa su cui viene posto il substrato.
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Questa è la zona in luce bianca della camera pulita. E’ dedicata al processo di fabbricazione delle sorgenti luminose OLED (organic light-emitting diode), su cui si fa ricerca nel Laboratorio NANO. Tali sorgenti luminose sono costituite da materiali organici elettroluminescenti (generano luce quando sono attraversati da corrente elettrica), e vengono preparate su substrati trasparenti rigidi (vetro) o flessibili (plastica). Gli OLED sono studiati per i display piatti o flessibili e per l’illuminazione degli ambienti, in quanto sono sorgenti luminose a larga area che possono garantire un‘ottima resa visiva. Devono possedere, tra l’altro, alta efficacia, basso consumo elettrico, lungo tempo di vita, bassi costi di realizzazione, basso impatto ambientale dei materiali e delle tecnologie di fabbricazione, utilizzabilità in vari contesti.
La ricerca del Laboratorio NANO sugli OLED ha due obiettivi principali: (i) il miglioramento della loro efficacia di funzionamento, attraverso l’utilizzo di materiali ad alta emissione ed architetture innovative dei dispositivi, e (ii) lo studio dei meccanismi di degrado dei materiali che li compongono, che è mirato ad incrementarne il tempo di vita, usando un layout da noi brevettato per l’incapsulamento e tecnologie innovative di deposizione degli strati incapsulanti.
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Questa è la zona in luce gialla della camera pulita del Laboratorio NANO.
Una camera pulita è un ambiente con bassa presenza di polvere nell’aria, dove è possibile preparare materiali e dispositivi senza che vengano danneggiati dai granelli di polvere presenti nell’aria normale.
La camera pulita del Centro Ricerche Portici è “classe 100” (o ISO5), cioè in un metro cubo d’aria ci sono non più di 3.520 particelle di polvere di dimensioni massime 0,5 μm, grazie ad appositi filtri ed alla circolazione forzata dell’aria. Invece, in un normale ambiente possono esserci alcuni milioni di particelle per metro cubo d’aria.
Il colore giallo di questo ambiente è dovuto all’illuminazione impiegata: infatti, in questa sala facciamo fotolitografia, un processo per preparare le configurazioni geometriche delle parti dei dispositivi mediante l’uso di un materiale fotosensibile (fotoresist), che degraderebbe se esposto alla luce blu-verde presente nella luce bianca. Una luce a dominante gialla risulta meno disturbante alla vista rispetto ad altri colori.
Qui vengono realizzate le parti dei micro-dispositivi studiati dal Laboratorio NANO e fabbricati dispositivi di elettronica organica quali: sorgenti luminose OLED (organic light-emitting diode), celle fotovoltaiche OPV (organic photovoltaics), e transistor a film sottile organici OTFT (organic thin film transistors).
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Questo è il banco sul quale vengono effettuati i test di inibizione della crescita algale. Questi test ci permettono di conoscere l’effetto tossico cronico di una sostanza su un ecosistema acquatico, attraverso l’evidenziazione dell’inibizione della crescita di alcune specie di alghe, rispetto a valori standard (UNI EN,1993). Il metodo può essere utilizzato sia per ecosistemi di acqua dolce che salata. Le specie di alghe comunemente utilizzate sono Pseudokirchneriella subcapitata per l’acqua dolce e Dunaliella tertiolecta, Tetraselmis suecica e Phaeodactilum tricornutum per acque di mare. Il test prevede una fase di preparazione durante la quale una quantità standardizzata di sospensione algale viene sottoposta a conteggio cellulare e diluita fino ad ottenere la densità necessaria all’inoculazione della stessa nei campioni da testare, collocati su una piastra multipozzetto. L’inoculo algale viene aggiunto in ogni pozzetto e le piastre vengono incubate a 20°C sotto luce bianca continua per 72 ore, al termine delle quali, la densità algale delle soluzioni provenienti da ogni pozzetto viene determinata con la camera di Burker, uno strumento per il conteggio delle cellule.
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Questo è il sistema di deposizione di film sottili di materiali organici, di ossidi e di metalli, dedicato alla fabbricazione di dispositivi optoelettronici organici (OLED, OTFT, sensori); è costituito da una camera di processo per evaporazione (al cui interno sono contenute 8 sorgenti di tipo Knudsen per materiali organici, 3 sorgenti termiche per metalli, 1 sorgente per materiali a bassa funzione lavoro), una camera di deposizione mediante tecnica sputtering, per la deposizione di ossidi metallici e di metalli, ed integrato in una glove box a 3 guanti.
I materiali da depositare vengono inseriti all’interno della glove box, mantenuta in atmosfera inerte, e da questa trasferiti all’interno delle camere di processo, per la deposizione sui substrati su cui andranno a formare i dispositivi. Mantenendo materiali e dispositivi all’interno della glove box fino al completamento del processo di realizzazione, li preserviamo dal contatto con ossigeno e vapore acqueo, che li degraderebbero chimicamente in maniera irrimediabile.
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Siete nella sala del laboratorio inkjet Printing (IJP) del laboratorio NANO che si occupa dello sviluppo, caratterizzazione e deposizione IJP di inchiostri funzionali a base di materiali con proprietà di conduttori, semiconduttori, isolanti e polimeri di grado ottico per applicazioni elettroniche, optoelettroniche e ottiche.
La tecnologia IJP si basa sulla deposizione di gocce molto piccole (volumi tipici da decine a centinaia di picolitri) di soluzioni o sospensioni liquide per realizzare strutture a singola goccia e superfici (ottenute per sovrapposizione di gocce contigue) con geometrie definite mediante software di grafica (CAD, bitmap, …). Questo metodo di deposizione digitale permette di porre il materiale funzionale sul substrato, rigido o flessibile, in maniera selettiva solo dove richiesto dall’operatore, senza impiegare maschere o master e riducendo i passi di processo, minimizzando i prodotti di scarto e abbattendo i costi di processo.
Le attività di ricerca svolte nel laboratorio IJP sono focalizzate sulla realizzazione di microstrutturazioni, microlenti, transistor, celle solari e sensori di gas con strutture a singolo strato o multistrato, unicamente mediante la tecnica IJP oppure IJP in congiunzione con tecniche di deposizione tradizionali.
Parte di questa ricerca è oggetto di progetti europei:
- TDK4PE (https://materiali.sostenibilita.enea.it/projects/tdk4pe)
- CHEETAH (http://www.cheetah-project.eu/consortium/enea.html)
- PULSE COM (https://sostenibilita.enea.it/projects/pulse-com)
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Una glove Box o scatola a guanti è un contenitore sigillato, appositamente progettato e costruito per manipolare strumenti e sostanze in un ambiente confinato e completamente separato da quello in cui si trova il ricercatore. Questa glove box, con Evaporatore Termico integrato , opera in atmosfera inerte, cioè in un ambiente in cui il contenuto di ossigeno e umidità è controllato e presente in piccolissime quantità (parti per milione). Essa è dotata di tutte le facilities per la deposizione di polimeri da soluzione, con il processo di spin-coating, e per la deposizione dei contatti per la raccolta di cariche, attraverso il processo di evaporazione termica.
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Una cappa chimica è una struttura dove vengono eseguiti esperimenti e lavorazioni che possono generare vapori tossici: la cappa li aspira e li convoglia verso l’ esterno del laboratorio, senza rischi per gli operatori. Le cappe chimiche del laboratorio NANO sono dotate di sistemi di deposizione da soluzione (spin coater), piastre riscaldanti per asciugare i materiali depositati, e vasche chimiche per l’attacco chimico (etching) per la rimozione di materiali e per le fasi in soluzione dei processi fotolitografici.
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Box termostatato dell’ impianto 0 per i test con Composti Organici Volatili
Impianto in grado di misurare fino a 5 sensori contemporaneamente in atmosfera controllata dove è possibile impostare le concentrazioni di inquinanti atmosferici (fino a tre contemporaneamente). In questo impianto è inoltre possibile iniettare Composti Organici Volatili (VOC) presenti nell’aria di tutti i giorni ma che in alte concentrazioni possono essere pericolosi per la salute.
Nella foto: la camera di test all’interno del box climatizzato. Nell’inset si vedono i sensori di gas installati e pronti per essere chiusi dentro la camera e studiati.
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Box termostato dell’Impianto 2 per i test delle centraline
L’impianto gestisce fino a 3 sensori di gas contemporaneamente, è inoltre dotato di una camera sensori di ben 15 litri per ospitare anche più sistemi sensori completi di elettronica (centraline). In questo modo è possibile valutare le prestazioni dei sensori quando sono installati all'interno dei sistemi dove dovranno lavorare.
Nella foto 1, il Box Frigo aperto: si vede la camera da 15 litri dove possono essere alloggiate le centraline per la misurazione della qualità dell’aria come ad esempio nella foto 2, che mostra gli 8 moduli “MONICA” pronti per essere testati. Per maggiori informazioni sulle centraline mobili Monica per il monitoraggio della qualità dell’aria e sulla partecipazione attiva dei cittadini alle campagne di misura degli inquinanti nell’aria di citta puoi approfondire QUI
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Camera termostatata dell’impianto 1 per i test in Ozono
Questo impianto gestisce fino a 3 sensori di gas contemporaneamente. E' specificamente disegnato per valutare gli effetti dell'ozono sui sensori. Infatti è dotato di un generatore di Ozono che genera il gas all’ingresso della camera di test eccitando l’ossigeno presente nell’aria da iniettare mediante una forte radiazione ultravioletta. A valle della camera di test un misuratore analitico d’ozono controlla che le concentrazioni previste dai protocolli siano realmente raggiunte.
In foto: il generatore d’ozono basato su lampada UV e il misuratore analitico di Ozono per la validazione delle misure.
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Computer di gestione dell’impianto di caratterizzazione dei sensori
Gli impianti di caratterizzazione dei sensori di gas in atmosfera controllata sono gestiti via computer. Il computer dialoga con la strumentazione dell’impianto per aprire e chiudere valvole, regolare flussi nelle linee di gas, regolare umidità, applicare tensione di alimentazione ai sensori e registrare tutti i parametri di test in un archivio elettronico. E’ possibile programmare protocolli automatici di test che possono durare ore, giorni, settimane.
In figura un esempio della finestra sinottica che appare sullo schermo del PC dove l’operatore può intervenire per la regolazione “manuale” dei parametri dell’impianto o per visualizzare l’andamento dei protocolli di test sui sensori di gas.
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Spettrometro ad infrarosso per il controllo dei Gas presenti in impianto
lo spettrometro è lo strumento che ci consente di analizzare i gas a cui vengono esposti i sensori per la validazione dei test. Questo strumento sfrutta il fenomeno dell’assorbimento della radiazione infrarossa da parte dei gas. Ogni specie chimica contenuta nell’aria assorbe in maniera specifica la radiazione infrarossa e quindi l’impronta che una specie chimica lascia nello spettro di assorbimento della radiazione infrarossa ci permette di riconoscere la specie chimica e la concentrazione in aria.
Nella foto: Antaris™ IGS Gas Analyzer: Lo spettrometro a infrarossi impiegato in laboratorio è dotato di un rivelatore criogenico per aumentare al massimo la sensibilità dello strumento. Questo strumento è in grado di riconoscere e misurare poche parti per milione (ppm) di svariati composti chimici volatili presenti in aria.
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ENEA
Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile



Il Centro di Frascati è uno dei maggiori centri di ricerca italiani per lo studio e lo sviluppo della fusione nucleare, delle sorgenti laser e degli acceleratori di particelle. Negli anni, il Centro ha, inoltre, intensificato l’attività di trasferimento tecnologico verso il mondo industriale, con l’obiettivo di accrescere la competitività del sistema economico italiano in un quadro di sviluppo sostenibile.
Situato in un‘area a sud di Roma caratterizzata dalla presenza di altri importanti istituti con cui collabora attivamente, il centro rappresenta una realtà rilevante di attrazione culturale e sociale per il territorio circostante.


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LOREM IPSUM
DOLOR SIT AMET
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JOHN DOE
LICENSED REAL ESTATE SALESPERSON


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Mauris aliquet neque quis libero consequat vestibulum. Donec lacinia consequat dolor viverra sagittis. Praesent consequat porttitor risus, eu condimentum nunc. Proin et velit ac sapien luctus efficitur egestas ac augue. Nunc dictum, augue eget eleifend interdum, quam libero imperdiet lectus, vel scelerisque turpis lectus vel ligula. Duis a porta sem. Maecenas sollicitudin nunc id risus fringilla, a pharetra orci iaculis. Aliquam turpis ligula, tincidunt sit amet consequat ac, imperdiet non dolor.
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Centro Ricerche Portici



Situato nel golfo di Napoli, il Centro Ricerche ENEA di Portici si estende su una superficie di 27.000 m2 e ospita circa 150 persone, fra ricercatori e personale amministrativo. Progettato dall’architetto Vittorio Gregotti, era inizialmente dedicato alle attività di ricerca e sviluppo di dispositivi fotovoltaici basati su materiali alternativi al silicio cristallino e sistemi ed applicazioni fotovoltaiche innovative. Le competenze e le attrezzature acquisite in questo settore hanno conferito al Centro una posizione di preminenza nel campo della ricerca e della tecnologia dei film sottili a base inorganica e organica e, attualmente, le attività di ricerca riguardano le applicazioni più diversificate dei film sottili e dei materiali nanostrutturati , non solo nel fotovoltaico, ma anche nella realizzazione di componenti innovativi per altri sistemi di produzione di energia rinnovabile, per le smart grid e nella sensoristica, anche ambientale. Il centro ospita inoltre il Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi Complessi, CRESCO, la più importante infrastruttura di calcolo ad alte prestazioni del Sud d’Italia, oltre che fra le più importanti del paese.


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