[ISMAC] Istituto per lo studio delle macromolecole

RIFERIMENTI

 Chiara Botta, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. 

Sito web dell’Istituto: www.ismac.cnr.it

PRINCIPALI ATTIVITA’ NEL SETTORE ENERGIA

ISMAC si occupa da diversi anni di ricerca nel campo dell'energia, in particolare nei settori dell'efficienza energetica, con lo sviluppo di dispositivi per l'illuminazione ad alta efficienza; nel settore della produzione di energia da fonti rinnovabili, con lo sviluppo di dispositivi organici per il solare fotovoltaico ed in diversi campi della ricerca energetica di frontiera, quali ricerche di base e sviluppo di materiali innovativi per applicazioni energetiche.

ISMAC è in grado di preparare materiali polimerici “on-demand” per diverse applicazioni fotoniche ed elettroniche. Ha una vasta esperienza sia nello sviluppo di semiconduttori organici per elettronica, sia nella fabbricazione di dispositivi (fotovoltaici ed emettitori di luce) ad alta efficienza, leggeri, flessibili, biocompatibili ed ecosostenibili. Caratteristica comune di tutti i materiali sviluppati in ISMAC è la processabilità da soluzione, anche acquosa, in risposta alla sempre maggiore richiesta di ecocompatibilità proveniente dal mercato. I semiconduttori organici, meglio di altri materiali, sono in grado di rispondere alle caratteristiche di basso costo, facile processabilità, leggerezza e infinite possibilità di variazione tramite progettazione chimica, che sono necessarie per rispondere alle esigenze di mercato.

I dispositivi organici che utilizzano molecole e/o polimeri per convertire direttamente la luce solare in elettricità, sono una tecnologia innovativa per la produzione di energia sostenibile. I dispositivi fotovoltaici (OPV) depositati da soluzione si prestano ad una vasta gamma di applicazioni: possono essere colorati o trasparenti, possono essere preparati su lastre di vetro o fogli di plastica flessibili e leggeri, tramite tecniche a basso costo quali lo di stampaggio e roll-to-roll.

I diodi organici emettitori di luce (OLEDs) hanno focalizzato un notevole interesse da parte sia di istituzioni scientifiche che della comunità industriale per le loro potenzialità in campi di applicazione quali l'illuminazione, la segnaletica e la retroilluminazione di schermi a cristalli liquidi. Gli OLEDs bianchi si pongono come una valida alternativa alle lampadine convenzionali perché, grazie alle loro elevate efficienze, permettono un buon risparmio energetico nel campo dell'illuminazione. Inoltre hanno delle peculiarità che vanno dalla loro estesa superficie emettente, angolo di visualizzazione ampio, flessibilità e trasparenza che li rende molto più versatili dei LED inorganici. Tra le varie tecniche di fabbricazione di OLEDs, quelle da soluzione (spincoating, doctor blade e soprattutto roll-to-roll e inkjet printing) sono particolarmente interessanti perché offrono semplicità di fabbricazione e scale-up con costi contenuti. La nanostrutturazione di film e interfacce offre una ulteriore possibilità di modulare l'interazione dei materiali con la luce.

ISMAC svolge attività di ricerca in diversi progetti di ricerca nazionali ed europei sull'energia. Riportiamo un elenco dei progetti in corso, o conclusi da poco:

-        Progetto FP7-PEOPLE-2010-RG n 268229 "DAMASCO—Preparation and Application of new n-type, Electron Acceptor Materials in Organic Solar Cells"

-        Progetto FP7–NMP–2009–SMALL-3-246362 Parylens “PARYLENE based artificial smart LENSes fabricated using a novel solid-on-liquid deposition process”

-        Progetto 2009PRAM8LAQUA-SOL 2012A4Z2RY–MIUR PRIN2012 “Aqueous Processable Polymer Solar Cells: From Materials To Photovoltaic Modules”.

-        Progetto Bandiera N-CHEM

-        Progetto della Regione Lombardia ID 17348 denominato Tecnologie e materiali per l’utilizzo efficiente dell’energia solare Approvato con decreto Dir. N3667 del 29/04/2013

-        Progetto della Regione Lombardia IndoLED “LED organici a risparmio energetico per l'illuminazione” 2011-2013.

-        Progetto Cariplo: Electronic DOped colloidal Nanocrystal Heterostructures for transformatIonal breakthrough in Solid-state lighting (EDONHIST) rif. 2012-0844

-        Progetto Cariplo: Nanostrutture organiche ed ibride per la conversione dell’energia solare (SOLCO) rif. 2010-0528

-        Contratto di ricerca ENI : "Fabbricazione e studio fotofisico di celle solari polimeriche"

-        Contratto di ricerca RSE “Sviluppo di prototipi di coating nano-strutturati con la tecnica di self-assembly”.

-        Contratto di ricerca Luxsolar, Combustion and Energy srl: "Metodi innovativi per la realizzazione di segnalatori luminosi".

-        Programma di ricerca Accordo di cooperazione scientifica CNR/RAS (Russia) per il triennio 2011-2013 “Phenylene Dendrimers and Hyperbranched Polyarylenes, Functionalized with Electron- or Hole Transporting Groups for Optoelectronic Application”

-        Programma di ricerca Accordo di cooperazione scientifica CNR/RFBR (Russia) (2015-2017). “Solution Processable Star Shaped Bipolar Conjugated Host Materials for Highly Efficient Electrophosphorescent Devices (STARLIGHT)”.

INFRASTRUTTURE E STRUMENTAZIONE

ISMAC ha diversi laboratori di ricerca dedicati allo sviluppo dei materiali e dei dispositivi nel campo dell'energia.

Possiede tecniche di sintesi e funzionalizzazione di materiali avanzati molecolari, polimerici ed ibridi. Caratterizzazione di materiali in soluzione e film con tecniche spettroscopiche (assorbimento IR e UV-Vis, elettroassorbimento, fluorescenza e fosforescenza) misure di mobilità elettrica, conducibilità e fotoconducibilità, elettrochimiche (voltammetria ciclica), microscopiche (AFM, fluorescenza confocale), profilometro e XRD. Tecniche soft-litografiche per replicare superfici anche nanostrutturate e preparare stampi senza ricorrere a tecnologie ad alto costo. Tecniche di elettrospinning di fibre polimeriche e composite di diverso diametro e composizione. Tecniche di autoorganizzazione molecolare in strutture ordinate. Tecniche di Langmuir-Blodgett. Laboratori per la fabbricazione e caratterizzazione di dispositivi optoelettronici in dry-box ed in alto vuoto.

TEMATICHE/SETTORI DI INTERVENTO

-      Efficienza energetica

-      Produzione di energia da fonti rinnovabili

-      Ricerca energetica di frontiera