Il progetto Activating MAAT e il suo Living Lab sulle Nanotecnologie coinvolge ricercatori che afferiscono a strutture anche molto distanti fra di loro. Le esperienze dei ricercatori e dei gruppi che hanno partecipato al progetto sono ben rappresentate dalle ricerche di cui sono stati protagonisti. Attraverso le collaborazioni attivate nel progetto, la Community può avere accesso a strutture di alto livello:
- laboratori per la crescita di semiconduttori inorganici (MBE, MOCVD e sputtering) e per la deposizione di sostanze organiche;
- linee di nanofabbricazione (EBL, ICP-RIE, allineatori di maschere/generatori, soft litografia e nano-imprinting);
- apparecchiature di caratterizzazione, con XRD, SEM-FEG con un sensore EDXS, 6 AFMs, un UHV-STM, e un nuovo sistema che unisce AFM, con focale e microscopia TIRF;
- laboratori di chimica per la sintesi e la caratterizzazione di nanocristalli colloidali e sostanze organiche;
- laboratori di biotecnologia per la cultura di cellule batteriche e animali, e biochimica / biologia molecolare;
- una struttura di calcolo ad alte prestazioni con i server e cluster per 4 Tflops.
Dispositivi cromogenici per la building integration
Dispositivi cromogenici per la building integration
Alessandro Cannavale, Pierluigi Cossari
I dispositivi di cui si parla sono principalmente finestre o facciate vetrose per gli edifici, i quali sfruttano tecnologie che consentono di modificare dinamicamente le proprietà di trasmissione del vetro alla luce. Un esempio significativo di tali tecnologie è rappresentato dall'elettrocromismo che, in risposta ad una applicazione di tensione elettrica esterna, consente di modulare selettivamente le proprietà spettrali. Le ricerche vanno nella direzione di produrre dispositivi che uniscano le proprietà cromogeniche di schermatura alle proprietà fotovoltaiche di generazione di energia.
nanocristalli colloidali e celle solari
Materiali a base di nanocristalli colloidali e celle solari
Aurora Rizzo, Carlo Giansante, Rosanna Mastria, Doriana Debellis
I nanocristalli colloidali vengono sintetizzati attraverso metodologie chimiche in soluzione e trovano diverse applicazioni, tra cui l'impiego come assorbitori di luce nelle celle solari. I ricercatori lavorano a delle nanoparticelle in cui un nanocristallo sferico di un dato materiale semiconduttore viene ricoperto da un guscio di molecole organiche coniugate a catena corta, le quali sono capaci di aumentare l'assorbimento di luce del nanocristallo semiconduttore.
perovskiti ibride e celle solari
Materiali a base di perovskiti ibride e celle solari
Aurora Rizzo, Silvia Colella, Andrea Listorti, Luisa De Marco, Rosabianca Iacobellis, Sofia Masi, Rosanna Mastria, Valentino L. P. Guerra, Vanira Trifiletti, Antonella Giuri
Le perovskiti rappresentano un gruppo di minerali che sono essenzialmente ossidi doppi con una struttura cristallina capace di ospitare un ampio spettro di elementi e mostrare quindi una grande varietà di proprietà fisiche. Il gruppo lavora con le perovskiti ibride, le quali hanno un catione organico e uno inorganico, spesso piombo. Proprio le perovskiti a base di alogenuri di Pb si comportano come fotoassorbitori per celle solari con efficienze maggiori rispetto alle DSSC convenzionali e a costi meno elevati.
Applicazioni biomediche
Micro e nanosistemi per applicazioni biomediche
Biomedical Applications of Micro and Nanocarriers
Natural polymers for nano- & micro-encapsulation
Core-Shell Polymeric Nanoparticles for drug delivery
Smart systems for biomedical applications
L.Blasi, A. Aloisi, B. Cortese, S. Leporatti, I.Palamà, A. Quarta
In campo clinico e farmacologico le nanotecnologie si occupano delle applicazioni di sistemi di dimensioni nanometriche per scopi terapeutici e diagnostici. Una delle tecnologie più promettenti sviluppa sistemi vettori per la distribuzione mirata dei farmaci, la cosiddetta "drug delivery". Si sperimentano nanoparticelle rivestite di polimeri biocompatibili che possano diventare sistemi alternativi di distribuzione mirata dei farmaci solo alle cellule bersaglio.
Il gruppo produce vettori rispondenti a diversi stimoli fisiologici o stimoli fisici esterni, per esempio la radiazione luminosa.
Un'altra applicazione della nanomedicina riguarda la realizzazione di scaffold per la rigenerazione dei tessuti. Fibre opportunamente realizzate sono capaci di rilasciare biomolecole attive o altri tipi di nanoparticelle per un tempo sufficiente a favorire e completare il processo di rigenerazione del tessuto; vengono in seguito riassorbite, in quanto fatte di polimeri biocompatibili e biodegradabili.
Nanocristalli inorganici colloidali
Nanochimica: sintesi, proprietà e applicazioni di nanocristalli inorganici colloidali
P.D. Cozzoli, A. Fiore, R. Scarfiello, L. Carbone, C. Nobile
La nanochimica è una disciplina che si interessa delle proprietà uniche di insiemi di atomi o molecole su una scala dell'ordine dei nanometri. A questo livello gli effetti quantistici possono essere significativi e si rendono anche possibili modi innovativi di effettuare reazioni chimiche. La nanochimica fa uso della sintesi chimica per fare particelle in scala nanometrica di desiderata forma, dimensione, composizione e struttura di superficie, carica e funzionalità. La ricerca sulle nanoparticelle è attualmente un'area di intenso interesse scientifico dovuto alla vasta varietà di applicazioni potenziali nei campi della biomedicina, ottica ed elettronica. Numerosi sono i processi utilizzati per la sintesi di materiali nanostrutturati e tra questi processi vi sono i metodi liquido-chimici, che si basano sulla precipitazione di un solido da una soluzione o la conversione chimica di una dispersione colloidale in un corpo gelatinoso. Quest'ultima tecnica viene applicata dal gruppo di ricerca per ottenere strutture nanocristalline a materiale singolo o multi-materiale per tentare di ottenere proprietà nuove per incrementare il potenziale tecnologico di dispositivi.
Materiali inorganici e nanodispositivi avanzati
Materiali inorganici e nanodispositivi avanzati
Vittorianna Tasco, Adriana Passaseo, Massimo Cuscunà, Iole Pio, Marco Esposito, Iolena Tarantini
I materiali semiconduttori inorganici sono formalmente degli isolanti con piccolo gap di banda. Possono essere drogati con delle impurità che ne modificano le proprietà elettroniche in maniera controllabile.
Grazie alle loro applicazioni nell'industria dei computer e del fotovoltaico, attraverso nanodispositivi interni quali i transistor, la continua ricerca di nuovi materiali semiconduttori e il miglioramento degli esistenti sono importanti campi di studio della scienza dei materiali.
La ricerca del gruppo affronta le problematiche del campo della scienza e della tecnologia dei semiconduttori, perseguendo indagini in materia di materiali fotovoltaici, semiconduttori 2D e ingegnerizzazione del band gap dei nuovi materiali semiconduttori III-V e III-N. Il gruppo opera sia la sintesi che la caratterizzazione dei materiali, attraverso l'applicazione di metodi avanzati di crescita e di trasformazione, in combinazione con una vasta gamma di tecniche di analisi dei materiali.
Dispositivi Plastici optoelettronici
Dispositivi plastici optoelettronici
M. Mazzeo, A. Genco, V. Maiorano, M. Pugliese, D. Simeone, F. Mariano, G. Accorsi, A. Maggiore, S. Gambino, F. Mangione, A. Cannavale, S. Carallo, G. Gigli
I componenti optoelettronici sono dispositivi che interagiscono con onde elettromagnetiche di lunghezza d’onda compresa tra l’infrarosso e l’ultravioletto. La trasformazione di segnali elettrici in segnali ottici e viceversa è effettuata dai dispositivi optoelettronici.
Un dispositivo optoelettronico è un fotoemettitore quando è in grado di convertire energia elettrica in una radiazione luminosa, le sorgenti costituiscono i componenti più propriamente optoelettronici: sono di questo genere i diodi emettitori di luce. I rivelatori hanno un ruolo opposto a quello delle sorgenti, essendo dedicati alla conversione di segnali luminosi in segnali elettrici: sono rivelatori le celle fotovoltaiche e i fotodiodi.
Lo studio del gruppo di lavoro è focalizzato in maniera particolare sui diodi organici emettitori di luce (OLED) e i transistor organici emettitori di luce (OLET), i cui sistemi di stratificazione costituiscono una o più cavità ottiche risonanti da cui avviene l'emissione.
‘Darker-than-Black’ PbS Quantum Dots
‘Darker-than-Black’ PbS Quantum Dots: Enhancing Optical Absorption of Colloidal Semiconductor Nanocrystals via Short Conjugated Ligands
C. Giansante, I. Infante, E. Fabiano, R. Grisorio, G. P. Suranna, and G. Gigli
J Am Chem Soc, in press (2015), DOI: 10.1021/ja510739q
I ricercatori in relazione con il progetto hanno inoltre partecipato alle indagini da cui sono state prodotte queste pubblicazioni:
- 1. Ultrathin TiO2(B) Nanorods with Superior Lithium-Ion Storage Performance. Roberto Giannuzzi, Michele Manca, Luisa De Marco, Maria R. Belviso, Alessandro Cannavale, Teresa Sibillano, Cinzia Giannini, P. Davide Cozzoli, and Giuseppe Gigli, ACS Applied materials and interfaces , DOI: 10.1021/am4049833
- 2. Fully integrated photovoltachromic devices with a micro-patterned bi-functional counter electrode Cannavale A., Manca M., De Marco L., Carallo S., Grisorio R., Suranna G. and Gigli G. ACS Applied materials and interfaces – doi:10.1021/am404800m
- 3. Smart Windows for Building Integration: a New Architecture for PhotoVoltaChromic Devices Malara F., Cannavale A., Carallo S., Gigli G. ACS – Applied Materials and Interfaces – doi: 10.1021/am501648z
4. 3D photoelectrode for dye solar cells realized by laser micromachining of photosensitive glass *Manca M., Beke S., *De Marco L., *Pareo P., *Qualtieri A., *Cannavale A., *Brandi F. and Gigli G. Journal of Physical Chemistry C, vol. 118, (no. 30), pp. 17100–17107, 1932-7447- 5. Biocompatible and biodegradable fluorescent microfibers physiologically secreted by live cells upon spontaneous uptake of thiophene fluorophore. Ilaria Elena Palamà, Francesca Di Maria, Stefania D’Amone, Giovanna Barbarella and Giuseppe Gigli. Journal of Materials Chemistry B, 2015, 3 (1), 151- 158
- 6. Sustained anti BCR-ABL activity with pH responsive Imatinib Mesylate loaded PCL nanoparticles in CML cells. Barbara Cortese, Stefania D’Amone, Giuseppe Gigli and Ilaria Elena Palamà. MedChemComm, 2015, 6, 212–221.
- 7. Couple delivery of Imatinib Mesylate and Doxorubicin with nanoscaled polymeric vectors for a sustained downregulation of BCR-ABL in Chronic Myeloid Leukemia. Ilaria Elena Palamà, Barbara Cortese, Stefania D’Amone, Valentina Arcadio and Giuseppe Gigli. Biomaterials Science, 2015, DOI: 10.1039/C4BM00289J, in press
- 8. mRNA delivery using non-viral PCL nanoparticles. Ilaria Elena Palamà, Barbara Cortese, Stefania D’Amone and Giuseppe Gigli. Biomaterials Science, 2015, 3, 144-151
- 9. Live Cell Cytoplasm Staining and Selective Labeling of Intracellular Proteins by Non-toxic Cell-permeant Thiophene Fluorophores. Francesca Di Maria, Ilaria Elena Palamà, Massimo Baroncini, Andrea Barbieri, Ranieri Bizzarri, Giuseppe Gigli and Giovanna Barbarella. Organic & Biomolecular Chemistry, 2014, 12: 1603-1610
- 10. Uptake of Imatinib-loaded polyelectrolyte nanocomplexes by BCR-ABL+ cells: a long-acting drug delivery strategy for targeting oncoprotein activity. Ilaria Elena Palamà, Addolorata M.L. Coluccia and Giuseppe Gigli. Nanomedicine (London), 2014, 9 (14): 2087-2098
- 11. Unconventional patterning by Solvent-Assisted Surface-tension-driven Lithography, R. Toro, D. Caschera, I.E. Palamà, S. D’Amone, M. Biasiucci, F. Federici, G. Gigli and B. Cortese. Journal of Colloid and Interface Science, 2015 doi:10.1016/j.jcis.2015.01.015
- 12. Underwater Wenzel and Cassie Oleophobic behaviour. I. E. Palamà, S. D’Amone, V. Arcadio, D. Caschera, R.G. Toro, G. Gigli and B. Cortese J. Mater. Chem. A, 2015, DOI: 10.1039/C4TA06787H
- 13. Bioinspired Design of a Photoresponsive Superhydrophobic/oleophilic surface with Underwater Superoleophobic Efficacy,I.E. Palamà, S. D’Amone, M. Biasiucci, G. Gigli, B. Cortese. J. Mater. Chem. A, 2014, 2 (41), 17666 – 17675. DOI: 10.1039/C4TA04068F (Impact Factor 6.626)
- 14. Surface chemistry of arenethiolate-capped PbS quantum dots and application as colloidally stable photovoltaic ink, Giansante C. et al., Thin Solid Films 2014, 560, 2-9.
- 15. A colour tunable microcavity by weak-to-strong coupling regime transition through a light switchable material” Gianluca Accorsi,* Sonia Carallo, Marco Mazzeo, Armando Genco, Salvatore Gambino and Giuseppe Gigli Chem. Commun., 2014, 50, 1122–1124
- 16. Imaging, photophysical properties and DFT calculations of manganese blue (barium manganate(VI) sulphate) – a modern pigment” Gianluca Accorsi,* Giovanni Verri,* Angela Acocella,* Francesco Zerbetto, Giovanni Lerario, Giuseppe Gigli, David Saundersg and Rachel Billingeh Chem. Commun., 2014, 50, 15297–15300
- 17. TiO2 nanorod-based photoelectrodes for dye solar cells with tunable morphological featuresn Manca, M., De Marco, L., Giannuzzi, R., Agosta, R., Dwivedi, C., Qualtieri, A., Cozzoli, P. D., Dutta, V., Gigli, G. Thin Solid Films, 2014, 568, 122–130.
- 18. Investigating charge dynamics in halide perovskite-sensitized mesostructured solar cells Roiati, V., Colella, S., Lerario, G., De Marco, L., Rizzo, A., Listorti, A., Gigli, G. Energy Environ. Sci., 2014, 7, 1889-1894.
- 19. An engineered co-sensitization system for highly efficient dye solar cells Agosta, R., Grisorio, R., De Marco, L., Romanazzi, G., Suranna, G. P., Gigli, G., Manca, M. Chem. Commun., 2014, 50, 9451-9453.
- 20. New organic dyes based on dibenzofulvene bridge for highly efficient dye–sensitized solar cells Capodilupo, A. L., De Marco, L., Fabiano, E., Giannuzzi, R., Scrascia, A., Carlucci, C., Corrente, G. A., Cipolla, M. P., Gigli, G., Ciccarella, G., J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 14181-14188.
- 21. Influence of Porphyrinic Structure on Electron Transfer Processes at the Electrolyte/Dye/TiO2 Interface in PSSCs: a Comparison between meso Push–Pull and β-Pyrrolic Architectures Di Carlo, G., Caramori, S., Trifiletti, V., Giannuzzi, R., De Marco, L., Pizzotti, M., Orbelli Biroli, A., Tessore, F., Argazzi, R., Bignozzi, C. A. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 18, 15841–15852.
- 22. Enhancing dye-sensitized solar cell performances by fine molecular engineering: towards highly efficient pi-extended organic sensitizers Grisorio, R., De Marco, L., Agosta, R., Iacobellis, R., Manca, M., Mastrorilli, P., Gigli, G., Suranna G. P. ChemSusChem, 2014, 7, 2659–2669.
- 23. Molecular-Level Switching of Polymer/Nanocrystal Non-Covalent Interactions and Application in Hybrid Solar Cells C. Giansante, R. Mastria, G. Lerario, L. Moretti, I. Kriegel, F. Scotognella, G. Lanzani, S. Carallo, M. Esposito, M. Biasiucci, A. Rizzo, G. Gigli, Advanced Functional Materials 2015, 25, 111–119;
- 24. Growing perovskite into polymers for easy-processable optoelectronic devices S. Masi, S. Colella, A. Listorti, V. Roiati, A. Liscio, V. Palermo, A. Rizzo, G. Gigli” Scientific Reports 2015, 5, 7725;
- 25. Elusive Presence of Chloride in Mixed Halide Perovskite Solar Cells S. Colella, E. Mosconi, G. Pellegrino, A. Alberti, V. L. P. Guerra, S. Masi, A. Listorti, A. Rizzo, G. G. Condorelli, F. De Angelis, G. Gigli “The Journal of Physical Chemistry Letters 2014, 5, 3532–3538;
- 26. Room-temperature treatments for all-inorganic nanocrystal solar cell devices A. Loiudice, A. Rizzo, M. Corricelli, M. L. Curri, M. R. Belviso, P. D. Cozzoli, G. Grancini, A. Petrozza, G. Gigli, Thin Solid Films 2014, 560, 44-48;
- 27. Investigating charge dynamics in halide perovskite-sensitized mesostructured solar cells V. Roiati, S. Colella, G. Lerario, L. De Marco, A. Rizzo, A. Listorti, G. Gigli, “Energy & Environmental Science 2014, 7, 1889-1894;
- 28. Three-Dimensional Self-Assembly of Networked Branched TiO2 Nanocrystal Scaffolds for Efficient Room-Temperature Processed Depleted Bulk Heterojunction Solar Cells A. Loiudice, G. Grancini, A. Taurino, M. Corricelli, M. R. Belviso, M. Striccoli, A. Agostiano, M. L. Curri, A. Petrozza, P. D. Cozzoli, A. Rizzo, G. Gigli “ACS Applied Materials & Interfaces 2014, 6, 5026-5033;
- 29. MAPbl(3-x)Clx Mixed Halide Perovskite for Hybrid Solar Cells: The Role of Chloride as Dopant on the Transport and Structural Properties S. Colella, E. Mosconi, P. Fedeli, A. Listorti, F. Gazza, F. Orlandi, P. Ferro, T. Besagni, A. Rizzo, G. Calestani, G. Gigli, F. De Angelis, R. Mosca Chemistry of Materials 2013, 25, 4613-4618;
- 30. All-Donor Poly(arylene-ethynylene)s Containing Anthracene and Silole-Based Units: Synthesis, Electronic, and Photovoltaic Properties R. Grisorio, G. P. Suranna, P. Mastrorilli, G. Allegretta, A. Loiudice, A. Rizzo, G. Gigli, K. Manoli, M. Magliulo, L. Torsi, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 2013, 51 , 4860-4872;
- 31. Fabrication of flexible all-inorganic nanocrystal solar cells by room-temperature processing A. Loiudice, A. Rizzo, G. Grancini, M. Biasiucci, M. R. Belviso, M. Corricelli, M. L. Curri, M. Striccoli, A. Agostiano, P. D. Cozzoli, A. Petrozza, G. Lanzani, G. Gigli, Energy & Environmental Science 2013, 6, 1565-1572;
- 32. Stark effect in perovskite/TiO2 solar cells: evidence of local interfacial order Vittoria Roiati, Edoardo Mosconi, Andrea Listorti, Silvia Colella, Giuseppe Gigli, Filippo De Angelis, Nano letters, 14, 2168 (2014)
- 33. Thiophene-based fluorescent probes with low cytotoxicity and high photostability for lysomes in living cell. Agostina Lina Capodilupo, Viviana Vergaro, Francesca Baldassarre, Antonio Cardone, Giuseppina Anna Corrente, Claudia Carlucci, Stefano Leporatti, Paride Papadia, Giuseppe Gigli, Giuseppe Ciccarella Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – General Subjects 10/2014; 1850(2):385-392. ·
- 34. Design aand synthesis of fluorenone-based dyes: two-photon excited fluorescent probes for imaging of lysomes and mitochondria in living cells A. L. Capodilupo, V. Vergaro, E. Fabiano, Milena De Giorgi, F. Baldassarre, A. Cadone, A. Maggiore, V. Maiorano, D. Sanvitto, G. Gigli, G. Ciccarella. submitted with revision to J. Mater. Chem. B
- 35. Iodopropyl-branched polysiloxane gel electrolytes with improved ionic conductivity upon cross-linking De Gregorio G. L., Giannuzzi R., Cipolla M.P., Grisorio R., Capodilupo A. L., Suranna G. P., Gigli G. and *Manca M. Chemical Communications , vol. 50, (no. 90), pp. 13904-13906
- 36. Polymer Self-Assembling of Light Converting Microlenses Arrays Coppola S., Mandracchia B., Nasti G., Vespini V., Pareo P., Carbone L., Manca M., Gigli G. and Ferraro P. Proceedings of SPIE Vol. 9130
- 37. Exploring Light–Matter Interaction Phenomena under Ultrastrong Coupling Regime S. Gambino, M. Mazzeo, A. Genco, O. Di Stefano, S. Savasta, S. Patanè, D. Ballarini, F. Mangione, G. Lerario, D. Sanvitto, G. Gigli, , ACS Photonics, 1 (10), pp. 1042–1048 (2014), ISSN: 2330-4022, DOI: 10.1021/ph500266d.
- 38. Ultrastrong light-matter coupling in electrically doped microcavity OLEDs, M. Mazzeo, A. Genco, S. Gambino, D. Ballarini, F. Mangione, O. Di Stefano, S. Patanè, S. Savasta, D. Sanvitto, G. Gigli, Appl. Phys. Lett. 104, 233303 (2014), ISSN: 0003-6951, DOI: 10.1063/1.4882422.
- 40. Graphene and carbon black nano-composite polymer absorbers for a pyro-electric solar energy harvesting device based on LiNbO3 crystals L. Battista, L. Mecozzi, S. Coppola, V. Vespini, S. Grilli, P. Ferraro, Applied Energy 136, 357-362 (2014).
- 39. Tethered pyro-electrohydrodynamic spinning for patterning well-ordered structures at micro- and nanoscale S. Coppola, V. Vespini, G. Nasti, O. Gennari, S. Grilli, M. Ventre, M. Iannone, P. Netti, P. Ferraro, Chemistry of Materials 26, 3357-3360 (2014).
- 40. A Pd(AcO)2/t-Bu3P/K3PO4 catalytic system for the control of Suzuki cross-coupling polymerization” R. Grisorio, P. Mastrorilli, G.P. Suranna (2014) Polymer Chemistry, vol. 5, p. 4304-4310.
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- 43. Nanocomposites Based on Luminescent Colloidal Nanocrystals and Polymeric Ionic Liquids towards Optoelectronic Applications, Panniello, Annamaria; Ingrosso, Chiara; Coupillaud, Paul; Tamborra, Michela; Binetti, Enrico; Curri, Maria Lucia; Agostiano, Angela; Taton, Daniel; Striccoli, Marinella, MATERIALS Volume: 7 Issue: 1 Pages: 591-610, (2014)
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