Processi Elementari nei Plasmi

L’indagine teorica sui Processi Elementari nei Plasmi è stata condotta, nel gruppo PLASMI Lab, adottando accurati metodi teorici, che consentono di studiare la dipendenza della probabilità dalla eccitazione dei gradi di libertà interni di atomi e molecole (livelli rotovibrazionali) per diverse classi di processi di interesse in settori tecnologici, dalle applicazioni per la fusione (sorgenti di ioni negativi, regione del divertor nel tokamak), alle applicazioni aerospaziali, ovvero la modellizzazione delle condizioni di rientro di navicelle, all’astrochimica.

Collisioni atomo-molecola e molecola-molecola

» Collisioni atomo-molecola:

scambio di energia roto-vibrazionale e dissociazione

Elementary Processes_in Plasmas

(v,j) = numeri quantici rotazionale e vibrazionale iniziali
(v’,j’) = numeri quantici rotazionale e vibrazionale finali

  1. Metodo: delle traiettorie quasiclassiche (QCT)
  2. Codici numerici sviluppati nel nostro laboratorio per calcoli paralleli, distribuiti e ibridi (MPI+OpenMP)
  3. Tempo computazionale seriale tipico: da 6 mesi a 20 anni sulla macchina Fermi del Cineca (Bologna, Italy)

Risultati e lavori in corso:

»Aerospazio:
N+N2(v,j), O+O2(v,j), N+O2(v,j), O+N2(v,j)
N2+N2, O2+N2 (molecule-molecule, anche semiclassico)

»Fusione nucleare (ioni negativi, divertor):
H+H2(v,j), D+D2(v,j)
H++H2(v,j) non-adiabatic, with charge transfer

»Astrochimica:
He+H2(v,j), He+H2+(v,j), H+HeH+(v,j)

Collisioni Elettrone-Molecola
Indagine della dinamica dei processi risonanti e non-risonanti in collisioni elettrone-molecola:

»H2, O2, N2, NOCO eccitazione vibrazionale risonante (RVE)

»H2, O2 attaccamento dissociativo (DEA)

»O2N2 dissociazione risonante

»H2 eccitazione e dissociazione non risonanti

»O2N2 dissociazione diretta da stati eccitati

»O2N2 ionizzazione non-dissociativa

»BeH, Cs2CH eccitazione elettronica non-risonante

Interazione Atomo,Molecola/superficie

L’interazione di atomi e molecule con superficie può dar luogo ad un diversi processi chimico-fisici tra i quali: scattering, adsorbimento, ricombinazione di atomi e chemi-adsorbimento dissociativo di molecole.

Gli scopi principali dei calcoli di Dinamica Molecolare in questo campo sono:

Comprendere il processo dinamico alla base dell’interazione dell’atomo o della molecola con la superficie;

Predire l’attività catalitica di un dato materiale in funzione delle proprietà del flusso incidente e delle proprietà strutturali e chimiche del substrato;

Determinare un accurato database di coefficienti collisionali che possono essere utilizzati nei modelli cinetici che includono i processi di superficie.

Inoltre è possibile determinare i seguenti effetti sulla dinamica di reazione:

»Effetto del dato polimorfo di uno stesso materiale

»Effetto della composizione chimica della superficie

»Effetto del sito di adsorbimento

»Effetto della temperatura della superficie

»Effetto isotopico

Database
Il database phys4entry DB, progettato e implementato in collaborazione con SER&Practices spin-off dell’Università di Bari, è una base di dati dinamici risolti sui gradi di libertà interni per la modellistica cinetica stato-a-stato di condizioni di ingresso in atmosfere planetarie.

Cinetica Stato-a-Stato
L’approccio stato-a-stato, proposto negli anni ’70 dal gruppo di plasma chimica di Bari ed ancora oggi ampiamente utilizzato dalla comunità internazionale nella modellizzazione dei plasmi, puo’ essere considerato come lo strumento più accurato per lo studio del non-equilibrio chimico e termico sotto differenti condizioni. Nella cinetica stato-a-stato, i processi chimici sono studiati determinando le distribuzioni dei livelli interni di atomi e molecole, tenendo anche conto dell’accoppiamento autoconsistente con la cinetica degli elettroni liberi

Facilities & Labs

HPC Cluster and Services @ Bari

People

Iole_arminiseIole

Armenise

Ricercatore CNR

rutiglianom_fotoMaria

Rutigliano

Ricercatore CNR

mcapitelliMario

Capitelli

Professore Associato

esposito-fabrizioFabrizio

Esposito

Ricercatore CNR

Viso_UomoMario

Cacciatore

Ricercatore Associato

rcelibertoRoberto

Celiberto

Professore Associato

alaricchiutaAnnarita

Laricchiuta

Ricercatore CNR

Publications

  1. V. Laporta, J. Tennyson, R. Celiberto, Calculated low-energy electron-impact vibrational excitation cross sections for CO2 molecule, Plasma Sources Science and Technology, 25, 06LT02, (2016); doi:10.1088/0963-0252/25/6/06LT02
  2. A. Laricchiuta, R. Celiberto, M. Capitelli, G. Colonna, Calculation of Electron-Scattering Cross Sections Relevant for Hypersonic Plasma Modeling, Plasma Processes and Polymers, (2016); doi: 10.1002/ppap.201600131
  3. R. Celiberto, I. Armenise, M. Cacciatore, M. Capitelli, F. Esposito, P. Gamallo, R. K. Janev, A. Laganà, V. Laporta, A. Laricchiuta, A. Lombardi, M. Rutigliano, R. Sayós, J. Tennyson, J. M. Wadehra, Atomic and molecular data for spacecraft re-entry plasmas, Plasma Sources Science and Technology (Topical Review), 25, 033004, (2016); doi: 10.1088/0963-0252/25/3/033004
  4. R. Celiberto, K. L. Baluja, R. K. Janev, V. Laporta, Electron-impact dissociation cross sections of vibrationally excited He2+ molecular ion, Plasma Physics and Controlled Fusion, 58, 014024, (2016); doi: 10.1088/0741-3335/58/1/014024
  5. V. Laporta, R. Celiberto, J. Tennyson, Dissociative electron attachment and electron-impact resonant dissociation of vibrationally excited O2 molecules, Physical Review A, 91, 012701, (2015); doi: 10.1103/PhysRevA.91.012701
  6. V. Laporta, D. A. Little, R. Celiberto, J. Tennyson, Electron-impact resonant vibrational excitation and dissociation processes involving vibrationally excited N2 molecules, Plasma Sources Science and Technology, 23, 065002, (2014); doi: Doi: 10.1088/0963-0252/23/6/065002
  7. F. Esposito, C.M. Coppola, D. De Fazio, Complementarity between Quantum and Classical Mechanics in Chemical Modeling. The H + HeH + → H 2 + + He Reaction: A Rigourous Test for Reaction Dynamics Methods. The Journal of Physical Chemistry A. 2015;119,:12615−12626.
  8. M. Rutigliano, N. Sanna, A. Palma, Multiple approach to model unpaired spin density effects in H-ZSM5 zeolite with extra-framework O atom: H-abstraction reaction from methane, Computational and Theoretical Chemistry, 1074 (2015) 9-18
  9. I. Armenise, F. Esposito, “N2, O2, NO state-to-state vibrational kinetics in hypersonic boundary layers: The problem of rescaling rate coefficients to uniform vibrational ladders”, Chemical Physics, Vol.446, 2015, pp.30-46, DOI: 10.1016/j.chemphys.2014.11.004
  10. M. Rutigliano, D. Santoro, M. Balat-Pichelin, Hydrogen atom recombination on tungsten at high temperature: Experiment and Molecular Dynamics Simulation, Surface Science 628 (2014), 66-75

Latest News

I° meeting TecnoMed Puglia

Lecce, 05 dicembre 2019 - Aula Rita Levi Montalcini - CNR NANOTEC Lecce

Si terrà domani, giovedì 05 dicembre, con inizio alle ore 14.00 presso l'aula Rita Levi Montalcini del Cnr Nanotec, il "I° meeting TecnoMed Puglia: Tecnopolo per la medicina di precisione". Il meeting mira a fare il punto sulle attività programmate, sullo stato di avanzamento e sugli highlights.

Puoi scaricare la locandina da qui

Jam session Nanotec... note di scienza su scala nanometrica

Lecce, 27 settembre 2019 - ex monastero degli Olivetani   "CAR-T: l'alba di una nuova era" con: Attilio Guarini (IRCCS Istituto Tumori “Giovanni Paolo II” di Bari) introduce e modera: Marco Ferrazzoli (Ufficio Stampa CNR Roma) a cura di: Gabriella Zammillo  

Le CAR-T (Chimeric Antigens Receptor Cells-T) sono cellule modificate in laboratorio a partire dai linfociti T. Rappresentano una nuova strategia di cura che sfrutta il sistema immunitario per combattere alcuni tipi di tumore come linfomi aggressivi a grandi cellule e leucemie linfoblastiche acute a cellule B. Il prof Attilio Guarini, ematologo all’Istituto tumori Giovanni Paolo II di Bari, le definisce la “vis sanatrix naturae della antica medicina salernitana”, trattandosi del potenziamento dell’attività citotossica dei linfociti del paziente opportunamente ingegnerizzati per riconoscere e contrastare alcuni tipi di cellule tumorali.

 

Le CAR-T possono quindi essere definite un “farmaco vivente” proprio perché prodotto a partire dalle cellule dello stesso paziente aprendo così ad un nuovo mondo, considerato che i farmaci convenzionali sono prodotti da sostanze chimiche o, in alternativa, sono anticorpi prodotti in laboratorio dai biologi. Un trattamento estremamente complesso e costoso, non sempre applicabile, ma laddove possibile, dai risultati incoraggianti per le aspettative di vita. Lo sviluppo di nuove tecnologie per la produzione di CAR-T è parte integrante delle attività di ricerca condotte dal TecnoMed Puglia, il TecnoPolo per la Medicina di Precisione, coordinato da Giuseppe Gigli direttore del Cnr Nanotec di Lecce, e che nel suo nucleo fondatore vede anche l’IRCCS Istituto Tumori “Giovanni Paolo II” di Bari, il Centro di malattie neurodegenerative e dell’invecchiamento cerebrale dell’Università di Bari con sede presso l’Ospedale " G. Panico" di Tricase e la Regione Puglia.

 

L'evento apre la nuova stagione della rassegna divulgativa "Jam session Nanotec: note di scienza su scala nanometrica", un progetto Cnr Nanotec di Gabriella Zammillo, realizzato in collaborazione con Liberrima.

A condurre e moderare la serata, Marco Ferrazzoli, capo ufficio stampa dal CNR.   Puoi scaricare la locandina da qui

Notte dei Ricercatori

Lecce, 27 settembre 2019

 

ex monastero degli Olivetani, ore 18:00 - 24:00

 
  Ritorna puntuale la Notte dei Ricercatori, l’evento più atteso dai tanti appassionati di scienza, ghiotti di conoscenza senza distinzione di età. E sempre più densa di contenuti è la partecipazione del @CnrNanotec che, per l’edizione 2019,  ha reso ancora più appetibile il calendario degli appuntamenti programmati all’interno del progetto europeo #ERN-Apulia  coordinato da Unisalento, tracciando un ideale tour tra gli intriganti campi del sapere che si dipana attraverso narrazioni, illustrazioni, laboratori hand-on, dibattiti, giochi per grandi e piccini e rappresentazioni teatrali. Clicca qui per il programma completo delle attività di Nanotec.   Per l'evento completo apri il link: www.laricercaviendinotte.it