Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l'Energia (ICMATE)

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  • Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l'Energia (ICMATE) (literal)
  • Institute of Condensed Matter Chemistry and Energy Technologies (ICMATE) (literal)
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  • The Institute for Energetics and Interphases (IENI) is a highly interdisciplinary institute including many chemical, physical and engineering competences applied to molecular systems, materials science and technology. IENI main investigations are in the following fields: 1) Materials and processes for energetics In this field polymeric and inorganic materials with special intrinsic or induced electrical properties and intermetallic hydrides inhibited for the electrochemical store and energy production (fuel cells) are studied. Other researches on gas dynamics and combustion for the non electrochemical energetic processes study are being developed. 2) Materials and processes for electrochemistry Preparation and characterization of thin films of metals, semiconductors, oxides or poly-conjugated polymeric films for their use in photovoltaics, photonics, microelectronics and sensoristic fields. 3) Inorganic and metallic materials Projects are being developed related to the preparation and characterization of microstructural or mechanical properties of traditional or innovative metallic and ceramic materials. In particular the study involves the shape memory alloys for manufacturing or biomedical applications, precious alloys or composites for the jewelry sector, high temperature ceramic materials for the use under extreme conditions (such as Space environment). 4) Surfaces and interphases The activity will concern the chemical and compositional characterization and the estimation of surface thermodynamical data regarding to metallic, ceramic or oxides materials. The most interesting projects will involve the following fields: the kinetic and thermodynamic study of solubility of surface-active agents in liquid phase, the junction processes in metal-ceramic systems, the metallic alloys surface properties determination in presence of reactive and contaminant gases and the related modeling of gas-liquid transport. In this field, there will be also the investigation on innovative techniques applied to the tensiometry measurements and on mass spectrometric methodologies (SIMS, ISS, LAICP-MS) for surface chemical and compositional analysis. 5) Diagnostics The projects are related to the development of analytical methodologies using the neutron activation for the study of various organic and inorganic materials (such as archeological, cultural, environmental, technological materials), the application of fluid dynamics in industrials applications, the use of electrical diagnosis in reactive systems, the study of turbulent reactive fluid dynamics (combustion) by laser technologies applied to the energetics and transport sectors. There is a number of large equipments and/or specialist laboratories devoted to the synthesis and characterization of functional and structural materials. Service activity can satisfy the requirements of applied research and service from public institutions and private companies. (literal)
  • L’Istituto per l’Energetica e le Interfasi (IENI) grazie alle molteplici competenze interdisciplinari nella chimica, fisica ed ingegneria, caratteristica peculiare dei suoi ricercatori, svolge attività principalmente nei settori delle scienze chimiche e della scienza e tecnologia dei materiali, sia intesa come sviluppo e applicazione di materiali e sistemi nanostrutturati, sia orientata alla funzionalizzazione e caratterizzazione delle superfici in relazione alla loro struttura nanometrica. In particolare le ricerche sono indirizzate verso direttrici di forte attualità e innovazione, al trasferimento tecnologico e all’alta formazione in vari settori scientifici: materiali e processi per l’energetica; materiali e processi per l’elettrochimica; materiali inorganici e metallici; metallurgia; superfici e interfasi; materiali ceramici e giunzioni metallo/ceramici; “soft matter”; tecniche radioanalitiche per analisi ambientali; diagnostica ed interventi per la protezione di beni culturali. Presso la sede di Padova e le sedi di Genova, Milano, e Lecco operano oltre 200 unità di personale fra dipendenti CNR, associati universitari e giovani in formazione, Esso si presenta come una dinamica aggregazione scientifica con competenze adeguate e una struttura in grado di dialogare in modo efficace con altre realtà di ricerca pubblica e privata operanti a livello nazionale ed internazionale e sta contribuendo in modo efficace allo sviluppo dei sistemi regionali di innovazione, in particolare nel Veneto, in Lombardia e in Liguria. L'attuale assetto dell'Istituto è recente frutto di una condivisa razionalizzazione delle competenze di area padovana, che ha visto convergere in un unico istituto la Sede storica dello IENI, l'Istituto per la Chimica delle Superfici (ICIS) e la UoS di Padova dell'Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari (ISTM). (literal)
Istituto esecutore di
Prodotto
Codice
  • ICMATE (literal)
Nome
  • Institute of Condensed Matter Chemistry and Energy Technologies (ICMATE) (literal)
  • Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l'Energia (ICMATE) (literal)
Collaborazioni
  • L'Istituto intrattiene rapporti di collaborazione con Enti di Ricerca, Università ed istituzioni scientifiche italiane ed europee e con numerose ditte italiane ed estere. L’elenco dettagliato delle collaborazioni in atto nel 2002 e delle diverse modalità di attuazione è presente nella descrizione delle singole attività di ricerca. (literal)
Attività di formazione
  • Stage del PhD student, Mario Raul Caccia, dell'Università di Alicante (Spain), presso IENI sede di Genova, dal 15 Marzo al 20 Giugno 2014, sotto la responsabilità scientifica di Enrica Ricci per uno studio di approfondimento sul comportamento di bagnabilità delle leghe Si-Co su substrati di grafite a differente morfologia. Stage del \"undergraduate student\" Denisa Mihu, Department of Physics, \"Al. I. Cuza\" University, Iasi, Romania, presso IENI sede di Genova, dal 1 Giugno al 30 Settembre 2011. Erasmus placement program. Tutors: Vincenzo Buscaglia, Maria Teresa Buscaglia. Stage del \"undergraduate student\" Cipriana Padurariu, Department of Physics, \"Al. I. Cuza\" University, Iasi, Romania, presso IENI sede di Genova, dal 1 Giugno al 30 Settembre 2011. Erasmus placement program. Tutors: Vincenzo Buscaglia, Maria Teresa Buscaglia. Stage del \"undergraduate student\" Oana Condurache, Department of Physics, \"Al. I. Cuza\" University, Iasi, Romania, presso IENI sede di Genova, dal 12 Giugno al 30 Settembre 2014. Erasmus placement program. Tutors: Vincenzo Buscaglia, Maria Teresa Buscaglia. Stage del \"undergraduate student\" Ana Maria Hanganue, Department of Physics, \"Al. I. Cuza\" University, Iasi, Romania, presso IENI sede di Genova, dal 12 Giugno al 30 Settembre 2014. Erasmus placement program. Tutors: Vincenzo Buscaglia, Maria Teresa Buscaglia. Stage del \"PhD student\" Martin Kachlik, Department of Ceramics and Polymers, Brno University of Technology, Brno, Czech Republic, presso IENI sede di Genova, dal 1 Settembre al 30 Novembre 2013. Tutors: Vincenzo Buscaglia, Maria Teresa Buscaglia. (literal)
Http://www.cnr.it/ontology/cnr/localizzazione.owl#via
  • Corso Stati Uniti, 4 (literal)
Cap
  • 35127 (literal)
Città
  • Padova (literal)
Http://www.cnr.it/ontology/cnr/localizzazione.owl#provincia
  • PD (literal)
Telefono
  • 049 8295851 - 049 8275236 (literal)
Codice CDS
  • 031 (literal)
Servizi
  • I servizi erogati dalla sede di Padova sono: - analisi quali-quantitativa di superficie e di bulk di materiali inorganici e metallici mediante spettrometria di massa di ioni secondari (SIMS) e laser ablation ICP-MSC. Simona Barison(s.barison@ieni.cnr.it) - tecniche di deposito di film sottili via sol-gel e PVD Enrico Miorin (e.miorin@ieni.cnr.it) - misure di corrosione mediante metodiche elettrochimiche (polarizzazione, spettroscopia d'impedenza EIS). M. Musiani (m.musiani@ieni.cnr.it) Presso l'Unita' staccata di Lecco molte risorse sono investite nel trasferimento di tecnologia dalla ricerca alla produzione, in particolare nel settore delle leghe a memoria di forma. A. Tuissi (a.tuissi@ieni.cnr.it) S.Besseghini (s.besseghini@ieni.cnr.it) La sede di Genova, anche su sollecitazione delle Autorità centrali dell’Ente, sta incrementando il proprio impegno di supporto e consulenza verso l’esterno, in particolare verso il territorio e l’industria ivi collocata. In tale ottica vengono erogati servizi di caratterizzazione dei materiali mediante microscopia elettronica, diffrazione X, termoanalisi e dilatometria ad alta temperatura. Vengono inoltre fornite analisi su metalli, leghe e materiali ceramici effettuate mediante microsonda elettronica e ICP. Vengono inoltre fornite misure e consulenze relative a proprietà di superficie di liquidi, quali tensione superficiale ed interfacciale, reologia superficiale ed interfacciale, bagnabilità ed angoli di contatto, per liquidi puri, soluzioni tensioattive, dispersioni, metalli e leghe fuse. Nel quadro delle convenzioni con Enti e Istituzioni, vengono inoltre fornite consulenze sulla redazione di progetti e piani di interesse pubblico, come nel caso della redazione del Piano Energetico regionale del 2002. I servizi erogati dalla sede di Milano sono strettamente connessi a quanto svolto come attività di ricerca. Pertanto, tutte le certificazioni meccaniche sui materiali per applicazioni ad alta temperatura, tutta l’attività su diagnostiche di combustione, sui materiali metallici innovativi, biomateriali e tutto quanto concerne l’attività ordinaria può in parte rientrare nell'attività di servizio. (literal)
Competenze
  • Sede di Padova La sede di Padova dello IENI, già Istituto di Polarografia ed Elettrochimica Preparativa (IPELP), è attiva da oltre 35 anni nel campo dell'elettrochimica e dell'elettroanalitica. Le competenze tradizionali sono poi state indirizzate verso la scienza dei materiali: elettrochimica di film polimerici, studi di corrosione e protezione dalla corrosione, utilizzo di idruri metallici per immagazzinare energia, materiali elettronici per elettrocatalisi, elettrochimica di semiconduttori. Negli anni più recenti, a Padova sono maturate esperienze relative alle nanotecnologie, gli studi di superficie, lo sviluppo e l'utilizzo di strumentazione per la caratterizzazione di materiali in superficie e in bulk che si avvalgono delle più moderne tecniche di spettrometria di massa (SIMS, LA-ICP-MS, ISS). Sede di Genova Le competenze e capacità sviluppate all’interno della Sezione di Genova in campo teorico e sperimentale sono relative ai settori di seguito elencati. Meccanismi di reazione allo stato solido tra ossidi. Processi e reazioni controllate dalla diffusione allo stato solido in sistemi ceramici di interesse tecnologico (es. Y2O3-Fe2O3; Al2O3-TiO2-MgO etc.). Applicazioni della termodinamica classica al calcolo della composizione di equilibrio in sistemi omogenei (in particolare gassosi) ed eterogenei. Simulazione e risoluzione di strutture cristalline da diffrattometria da polveri. Analisi di microstrain e “particle size” mediante XRD. Calcoli di concentrazioni all’equilibrio di specie chimiche in soluzioni acquose. Modellizzazione termodinamica e calcolo delle tensioni superficiali di metalli e leghe allo stato fuso. Calcolo delle tensioni interfacciali solido-liquido in leghe metalliche. Previsione degli effetti dell’ossigeno sulle tensioni superficiali di metalli e leghe liquidi. Previsione teorica delle condizioni di disossidazione di metalli (liquidi e solidi). Definizione preventiva degli scambi gas reattivo- superficie liquida. Calcolo delle costanti di equilibrio in reazioni competitive superficie -bulk. Previsione delle cinetiche di segregazione interfacciale di tensioattivi solubili e non. Soluzione di problemi di trasporto (diffusione, cinetiche di segregazione) sia dal punto di vista analitico che numerico. Modellizzazione delle proprietà dinamiche e di equilibrio di interfacce liquide . Previsione delle condizioni di bagnabilità di ceramici da parte di metalli e leghe metalliche allo stato fuso; tecnologie di giunzione. Diffrazione raggi X: determinazione quantitativa della composizione di miscele complesse di ossidi. Sviluppo di tecniche di calcolo e applicazioni software (programma ASPO). Utilizzo di tale tecnica per lo studio di reazioni allo stato solido. Analisi di fase, determinazione delle costanti di cella. Modellizzazione e simulazione di solidi con tecniche di chimica computazionale (Software CERIUS2 della Molecular Simulations). Progettazione di software per supporto del laboratorio chimico-fisico (gestione apparecchiature, acquisizione ed elaborazione dati) in ambienti ASYST e LABVIEW. Analisi di immagine: applicazione delle tecniche di analisi di immagine per la caratterizzazione quantitativa della microstruttura di materiali ceramici; tecniche automatizzate di misura delle tensioni superficiali in tempo reale (programma ASTRA). Preparazione e caratterizzazione metallografica per mezzo di microscopia ottica ed elettronica a scansione di materiali ceramici e metallici Simulazione ed ottimizzazione di processi tradizionali per la preparazione di materiali ceramici (operazioni unitarie: miscelazione, atomizzazione, calcinazione, formatura con pressa isostatica fino a 2500 bar, sinterizzazione etc.). Analisi delle superfici con microscopia a Forza Atomica. Tecniche preparative inorganiche su scala di laboratorio; in particolare: preparazione di polveri ceramiche per sintesi in soluzioni acquose (LTAS). Misura delle tensioni superficiali liquido-gas e di quelle interfacciali liquido-liquido e liquido-solido con i seguenti metodi: · Sessile drop · Pendant drop · Pressure derivative (*) · Maximum bubble pressure · Du Noüy ring · Dihedral angles (*) Misura delle cinetiche di adsorbimento con i seguenti metodi: · Expanded drop (*) · Sessile drop · Pendant drop. [I metodi contrassegnati con * sono stati progettati ex novo o perfezionati nell’Istituto]. Misura della densità di leghe metalliche ad alta temperatura. Misura di angoli di contatto e di reattività interfacciale in sistemi metallo-ceramico. Progettazione, sviluppo ed esecuzione di metodologie di misura di proprietà di interfaccia di sistemi immiscibili sia metallici, sia acquosi/organici in condizioni di microgravità (sperimentazione su razzi-sonda e su satelliti artificiali). Sede di Milano Le competenze della Sezione di Milano sono relative ai materiali metallici per applicazioni avanzate in condizioni particolari di temperatura, sollecitazione ed ambiente, materiali intelligenti, diagnostiche di combustione, materiali e tecnologie per applicazioni spaziali e trasformazione di tecnologie marine inquinanti in tecnologie ecocompatibili. Le competenze principali sono quindi nel settore della fatica, del creep e della velocità di avanzamento di cricca nei materiali metallici e nella preparazione di leghe speciali mediante fusione e deformazione plastica nel settore dei materiali, delle diagnostiche laser per la combustione, nei materiali per applicazioni spaziali ed in taluni aspetti dell’elettrochimica applicata. Ad esse si sono nel tempo affiancate altre competenze: problemi concernenti l’amianto, suo smaltimento e sua sostituzione con materiali sostitutivi, quali ad esempio le fibre di basalto; resistenza a fatica di cavi per taglio di materiali lapidei; inoltre, la Sezione è attualmente in grado di rilevare la eventuale presenza di amianto in materiali lapidei; competenze nel campo della caratterizzazione strutturale sono quelle relative alla strutturistica quali: microscopia elettronica a trasmissione e scansione, microanalisi, diffrattometria a raggi X, nonché la recente “electron back-scatter diffraction analysis (EBSD)”. (literal)
Email
  • direttore@ieni.cnr.it (literal)
  • mailto:direttore@ieni.cnr.it (literal)
Indirizzo
  • Corso Stati Uniti, 4 - 35127 Padova (PD) (literal)
Missione
  • Svolgere attività di ricerca nell’ambito della programmazione stabilita dai Dipartimenti del CNR, in particolare nell’ambito dei progetti del Dipartimento di Scienze Chimiche e Tecnologie dei Materiali. Organizzare una aggregazione scientifica coerente con massa critica e competenze adeguate e una struttura dinamica in grado di dialogare in modo efficace con altre realtà di ricerca pubblica e privata operanti a livello nazionale ed internazionale. Acquisire sufficiente flessibilità di orientamento del proprio know-how scientifico e tecnologico verso i temi di maggior rilevanza nel contesto nazionale ed internazionale, mantenendo nel contempo elevata qualità scientifica nelle attività programmate a lungo termine. Contribuire allo sviluppo dei sistemi regionali di innovazione, in particolare nel Veneto, in Lombardia e in Liguria. Espletare attività di formazione di alto livello. Favorire la diffusione delle conoscenze scientifiche verso altre realtà di ricerca, il mondo produttivo, gli utilizzatori dei materiali, gli operatori nel campo delle tecnologie energetiche e dei trasporti. (literal)
Attività di ricerca
  • Superfici e interfasi Le attività svolte riguardano la caratterizzazione chimica e chimico-fisica e la determinazione delle grandezze termodinamiche di superficie di sistemi metallici, ossidici e ceramici. Tra i progetti più significativi si segnalano quelli relativi allo studio cinetico e termodinamico della solubilità di tensioattivi in fase liquida, dei processi di giunzione in sistemi metallo-ceramico, della determinazione di proprietà di superficie in leghe metalliche in presenza di gas reattivi contaminanti e della relativa modellizzazione del trasporto gas-liquido. Gli studi condotti in questa direzione riguardano anche la messa a punto di tecniche di indagine per le misure di tensiometria e la ricerca strumentale relativa a metodologie di spettrometria di massa (SIMS, ISS, LAICP-MS) dedicate all'analisi chimica e composizionale delle regioni superficiali. Materiali e processi per l'energetica In questo settore sono studiati materiali polimerici e inorganici, con proprietà elettriche intrinseche o indotte, e idruri metallici per l'accumulo elettrochimico e la produzione d'energia. Vengono svolte ricerche di gasdinamica e combustione per lo studio di processi energetici non elettrochimici. Materiali e processi per l’elettrochimica Sono prodotti e caratterizzati film sottili di metalli, materiali polimerici, ossidi, compositi e semiconduttori per l'impiego in fotonica, microelettronica e sensoristica. Le ricerche sui polimeri conduttori hanno per obbiettivi principali l'elettrosintesi e le caratterizzazioni elettrochimica e spettroscopica di film polimerici a base eterociclica (policoniugati) e lo studio dei relativi meccanismi di conduzione. Alcuni progetti si propongono il trattamento e la modifica superficiale di materiali semiconduttori e metallici. Si studiano trattamenti e modifiche superficiali di materiali semiconduttori commerciali (etching, photoetching, elettropolishing, crescita di ossidi, deposizione di metalli e leghe) ed i loro processi di elettrodissoluzione e passivazione. Una particolare esperienza è stata conseguita nell’elettrochimica del silicio in mezzo acquoso. Processi di formazione di films anodici di ossido su elettrodi metallici vengono studiati con tecniche fotoelettrochimiche e d’impedenza, in condizioni di passività o elettrodissoluzione; vengono sviluppati modelli cinetici per l’interpretazione dei comportamenti osservati. Materiali inorganici e metallici La ricerca riguarda principalmente la preparazione e caratterizzazione microstrutturale e meccanica di materiali metallici e ceramici, tradizionali ed innovativi. Sono fabbricate e caratterizzate leghe a memoria di forma per applicazioni manifatturiere e biomedicali, leghe e compositi a base di metalli preziosi di interesse nel settore orafo, materiali ceramici per l'impiego in condizioni estreme ad elevata temperatura (materiali per lo spazio). Diagnostica Questa linea è caratterizzata dalla presenza di gruppi con competenze molto diverse. I progetti riguardano la messa a punto e l'applicazione di metodiche analitiche (attivazione neutronica) a materiali organici e inorganici di diversa natura, ambientali, tecnologici, archeologici, di interesse artistico; l'applicazione di metodiche di fluidodinamica in ambito industriale; l'impiego di diagnostiche elettriche in sistemi reattivi; l'applicazione di tecnologie laser allo studio di fenomeni di fluidodinamica turbolenta reattiva (combustione) nel settore dell'energetica e dei trasporti. (literal)
data.CNR.it