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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
NANOSTRUTTURE A BASE DI CARBONIO, FILM NANOSTRUTTURATI, MATERIALI ASSEMBLATI DA CLUSTER, SPETTROSCOPIE ELETTRONICHE, INTERFACCIA ORGANICO-INORGANICO, SPETTROSCOPIA CON LUCE DI SINCROTRONE, SPETTROSCOPIA DI CLUSTER IN FASCIO

Un approccio innovativo alla crescita e caratterizzazione di materiali a base di carbonio nanostrutturati e nanocompositi ad interfaccia estesa

Università degli Studi di Milano
Abstract
Il carbonio nanostrutturato si presta a un numero crescente di applicazioni nel campo dei supercapacitori, delle celle a combustibile, dei supporti avanzati per la catalisi, dei biosensori. Per stabilire una relazione tra nanostruttura, mesostruttura e prestazioni del materiale, occorre sviluppare e controllare precisamente le tecniche di produzione, caratterizzazione e manipolazione fino alla scala nanometrica. Lo scopo di questo progetto è lo sviluppo di un approccio innovativo alla crescita ed alla caratterizzazione di materiali nanostrutturati e nanocompositi (con cluster metallici) a base di carbonio dotati di interfacce estese. Combineremo metodi "bottom-up" per l'assemblaggio di nanoparticelle con tecnologie "top-down" per la modifica e la caratterizzazione, con lo scopo di validare l'utilizzo del carbonio assemblato da cluster nell'ambito di applicazioni che richiedano un controllo superiore delle interfacce, dalla nano- alla meso- e alla macroscala. Questo obiettivo sarà perseguito affiancando tecniche di sintesi e di caratterizzazione avanzate. Per la sintesi dei materiali utilizzeremo la tecnica della deposizione di cluster da fascio supersonico (Supersonic Cluster Beam Deposition, SCBD), basata su una nuova classe di sorgenti di cluster ad alta intensità (Pulsed Microplasma Cluster Source, PMCS). La sintesi e il drogaggio dei sistemi di carbonio nanostrutturato saranno investigati mediante un approccio combinatoriale reso >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Paolo Milani Università degli Studi di MILANO
Obiettivo del Programma di Ricerca
La complessità dei materali nanostrutturati a base di carbonio e l'interazione tra ibridizzazione, nanostruttura, porosità e mesostruttura rendono la produzione di sistemi con proprietà controllate un difficile problema tecnologico non ancora risolto. In particolare non è chiaro come i parametri citati influiscano sulle proprietà fisico-chimiche all'interfaccia con il carbonio, modulando l'interazione con l'ambiente esterno. Per aprire nuovi scenari nella scienza del carbonio è necessaria un'ottima esperienza tecnologica sia nell’ambito della crescita dei materiali che nella loro caratterizzazione. Questo progetto spianerà la strada ad una forte interazione tra gruppi attivi nel campo della sintesi e della caratterizzazione avanzata del carbonio nanostrutturato. Le conoscenze che verranno acquisite saranno di importanza fondamentale per aprire la via verso applicazioni nel campo della catalisi, dell'elettrochimica, dell'elettronica molecolare, della chimica e della biosensoristica. Questo approccio interdisciplinare sarà volto verso:

i) l'esplorazione dei nuove tecniche di produzione di materiali nanostrutturati e nanocompositi a base di carbonio con nanostruttura, morfologia, porosità e drogaggio controllati;
ii) l'acquisizione di un preciso controllo sull'approccio bottom-up basato sull'assemblaggio da cluster, attraverso lo sviluppo di nuovi metodi per la caratterizzazione dei cluster liberi in >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
I materiali a base di carbonio nanostrutturato (ns-C) sono sistemi chiave a causa del loro utilizzo nell'elettronica molecolare e nel campo dei dispositivi ibridi nano-biologici [1]. Molti sforzi sono stati rivolti alla comprensione dei processi e delle interazioni fondamentali che ne controllano le proprietà fisiche.
Fin dalla scoperta dei fullereni e dei nanotubi, i materiali di ns-C occupano una posizione strategica nella scienza dei materiali e nelle nanotecnologie, essendo uno dei sistemi più promettenti e con più possibilità di sviluppo [2]. Fullereni e nanotubi sono diventati ingredienti fondamentali nella scienza dei materiali e nelle nanotecnologie; tuttavia, la loro incorporazione in un materiale solido e la loro implementazione su piattaforme microfabbricate e/o nanofabbricate rimangono una grande sfida [3]. Il lavoro su fullereni e nanotubi ha stimolato e rinnovato l'interesse nei confronti di una grande classe di materiali, a cui generalmente ci si riferisce con il nome di nanocarbonio o carbonio nanostrutturato [2,4].
Il carbonio nanostrutturato si presta ad un numero crescente di applicazioni nel campo dei supercapacitori [5,6], delle celle a combustibile [7], dei catalizzatori avanzati [8], dei sensori di gas [9,10], dei biosensori [11] e dei dispositivi di indagine biologica [12]. Per stabilire una relazione tra nanostruttura, mesostruttura e prestazioni del materiale, le tecniche di produzione, caratterizzazione e manipolazione >>>