Laser induced plasma

When a laser radiation is focused on a sample (solid, liquid and gas), its electromagnetic energy is transformed in to electronic excitation (free electron, plasmons). If the laser energy exceeds a characteristic threshold (depending on sample features and laser parameters), evaporation, atomization, and partial ionization of the sample will result. Laser induced plasma (LIP) is defined as the generation of a totally ionized gas, a plasma, that practically is a ‘gas’ of charged particles. Therefore a short-pulse high power laser beam focused onto a sample converts a finite volume of sample instantaneously into its vapor phase constituents in an expanding plasma cloud. The high electron density and the high temperature sustain a plasma that then will rapidly evolve through a series of kinetic mechanisms. The study of the temporal and spatial evolution of LIP in different environments by the spectroscopic techniquesleads to the required knowledge useful for a wide range of application fields (i.e. chemical analysis, nanoparticles and nanostructures production).

Diagnostics of Laser Induced Plasma (LIP) processes:

Experimental studies of Laser  Induced Plasma (LIP) fundamental aspects with the following techniques:

  1. High temporally and spatially resolved Optical Emission Spectroscopy
  2. Shadowgraph and emission imaging with high speed camera
  3. Laser scattering

Chemical Analysis of solids, liquids and gases with Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for different applications:

Analytical applications of Laser Induced Plasma (LIP) through the single and double pulse Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) technique to perform quantitative and qualitative chemical analysis in the following fields:

  1. Cultural Heritage
  2. Space Exploration
  3. Environment

Nanoparticle field enhancement effect on laser induced plasma (NE-LIBS) for chemical analysis:

Fundamental aspects studies of Laser Induced Plasma (LIP) during the “field enhancement” due to the nanoparticles deposition on the sample before the laser ablation with high temporally and spatially  resolved Optical Emission Spectroscopy .

Applications of  nanoparticle field enhancement effect through the Nanoparticles Enhanced Laser Induced Breakdown Spectroscopy (NELIBS) technique, for the analysis of:

  1. Metals
  2. Liquid solutions
  3. Biologicalsystem

Facilities & Labs

NELIBS @ Bari

LIBS @ Bari

People

Olga De PascaleOlga

De Pascale

CNR Director Tecnologist

can_koralCan

Koral

PhD Student

Giorgio_SenesiGiorgio Saverio

Senesi

CNR Researcher

dellaglioMarcella

Dell’Aglio

CNR Researcher

gabriele_valenzaGabriele

Valenza

PhD Student

rosalba_gaudiusoRosalba

Gaudiuso

Associate PostDoc

degiacomo_alessandroAlessandro

De Giacomo

Associate Professor

Publications

  1. S. Senesi, I. Carrara, G. Nicolodelli, D. M. B. P. Milori, O. De Pascale, Laser cleaning and laser induced breakdown spectroscopy applied in removing and characterizing black crusts from limestones of Castello Svevo, Bari, Italy: a case study, Microchemical Journal, 124, 296-305, (2016) doi: 10.1016/j.microc.2015.09.011
  2. S. Senesi, M. Dell’Aglio, A. De Giacomo, O. De Pascale, Z. A. Chami, T. D. Miano, C. Zaccone, Elemental composition analysis of plants and composts used for soil remediation by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy; Clean – Soil, Air, Water, 42, 791-798, (2014) doi:10.1002/clen.201300411
  3. De Giacomo A, Dell’Aglio M, De Pascale O, Palleschi V, Parigger C, Wood A (2014). Plasma Processes And Emission Spectra In Laser Induced Plasmas: A Point Of View. Spectrochimica Acta, Part B: Atomic Spectroscopy, P. 180-188, Issn: 0584-8547, Doi: 10.1016/J.Sab.2014.08.013
  4. Gaudiuso R, Dell’Aglio M, De Pascale O, Loperfido S, Mangone A, De Giacomo A (2014). Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Of Archaeological Findings With Calibration-Free Inverse Method: Comparison With Classical Laser-Induced Breakdown Spectroscopy And Conventional Techniques. Analytica Chimica Acta, Vol. 813, P. 15-24, Issn: 0003-2670, Doi:10.1016/J.Aca.2014.01.020
  5. Dell’Aglio M, De Giacomo A, Gaudiuso R, De Pascale O, Longo, S (2014). Laser Induced Breakdown Spectroscopy Of Meteorites As A Probe Of The Early Solar System. Spectrochimica Acta, Part B: Atomic Spectroscopy, Vol. 101, P. 68-75, Issn: 0584-8547, Doi:10.1016/J.Sab.2014.07.011
  6. Pardini L, Legnaioli, S, Lorenzetti, G, Palleschi, V., Gaudiuso, R, De Giacomo A, Diaz Pace, Dm, Anabitarte Garcia, F, De Holanda Cavalcanti, G, Parigger, C (2013). On The Determination Of Plasma Electron Number Density From Stark Broadened Hydrogen Balmer Series Lines In Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Experiments. Spectrochimica Acta, Part B: Atomic Spectroscopy, Vol. 88, P. 98-103, Issn: 0584-8547, Doi: 10.1016/J.Sab.2013.05.030
  7. Rossi M, Dell’Aglio M, De Giacomo A, Gaudiuso R, Senesi Gs, De Pascale O, Capitelli F, Nestola F, Ghiara Mr (2014). Multi-Methodological Investigation Of Kunzite, Hiddenite, Alexandrite, Elbaite And Topaz, Based On Laser Induced Breakdown Spectroscopy And Conventional Analytical Techniques For Supporting Mineralogical Characterization Physics And Chemistry Of Minerals. Physics And Chemistry Of Minerals, Vol. 41, P. 127-140, Issn: 0342-1791, Doi: 10.1007/S00269-013-0631-3

Other Selected Publications:

  1. De Giacomo A, Gaudiuso R, Koral C, Dell’Aglio M, De Pascale O (2013). Nanoparticle-Enhanced Laser Induced Breakdown Spectroscopy Of Metallic Samples. Analytical Chemistry, Issn: 0003-2700, Doi: 10.1021/Ac4016165
  2. De Giacomo A, Dell’Aglio M, Gaudiuso R, Amoruso S, De Pascale O (2012). Effects of the background environment on formation, evolution and emission spectra of Laser-Induced Plasmas. Spectrochimica Acta, Part B: Atomic Spectroscopy, vol. 78, p. 1-19, ISSN: 0584-8547, DOI: 10.1016/j.sab.2012.10.003
  3. De Giacomo A, Dell’Aglio M, Gaudiuso R, Santagata A, Senesi G. S., Rossi M, Ghiara M.R., Capitelli F., De Pascale O: A Laser Induced Breakdown Spectroscopy application based on Local Thermodynamic Equilibrium assumption for the elemental analysis of alexandrite gemstone and copper based alloys; Chemical Physics, 398, 233–238, 2012.http://www.sciencedirect.com/science/journal/03010104/398

Projects

TECSIS: MIUR PON (2002-2008)

CORNEA: Studio e sviluppo di materiali polimerici innovativi per applicazioni in chirurgia laser della cornea. (PS_046), APQ –  Progetti Strategici Regione Puglia

RESTAUREO: Il restauro delle grandi opere in Puglia: l’innovazione attraverso le nanotecnologie e metodologie diagnostiche avanzate, Progetti Partenariato Regione Puglia

Latest News

DIAGNOSTICS OF BRAIN DISEASES VIA STEM CELLS

 01 luglio 2019 - ore 14:15

 

Cnr Nanotec Lecce

 

Realizzato nell'ambito delle attività del progetto "TecnoMed Puglia - Tecnopolo per la medicina di precisione", il meeting è dedicato allo studio delle malattie neurodegenerative: dai nuovi biomarcatori alle piu recenti modellizzazioni, per una migliore comprensione dei meccanismi di base e quindi per lo sviluppo di terapie sempre più ritagliate sul singolo paziente.

EIT RawMaterials Roadshow

21 giugno 2019 ore 09:00 – 15:00

   

Lecce, Aula Fermi Edificio Aldo Romano, Campus Ekotecne, Via Lecce-Monteroni

   

Farà tappa a Lecce il prossimo 21 giugno, presso l’Aula Fermi dell’edificio IBIL all’interno del Campus Ecotekne, l’EIT RawMaterials, la piattaforma per il sostegno all’innovazione finanziata dall’Istituto Europeo di Innovazione e Tecnologia (EIT).

   

L’EIT ha creato le cosiddette KIC – Knowledge Innovation Community, comunità che mirano alla promozione dell’innovazione e della formazione in Europa in settori cruciali, sostenendo l’imprenditorialità e favorendo il passaggio di nuove idee dalla fase di incubazione al mercato.

 

La EIT RawMaterials si impegna ad affrontare la sfida globale dell’approvvigionamento delle materie prime in Europa attraverso programmi e progetti che mirano allo sviluppo di tecnologia nell’intera catena di valore delle materie prime: dall’esplorazione delle risorse, all’industria mineraria, dai processi metallurgici alla sostituzione delle materie prime critiche o tossiche, dal riciclo dei materiali dei prodotti a fine vita sino alla progettazione di prodotti per l’economia circolare. Nell’ambito dei programmi di sviluppo a livello regionale, la EIT RawMaterials ha creato un Hub nella Regione Puglia coordinato da ENEA, al fine di incrementare il coinvolgimento degli ecosistemi locali nelle attività della KIC e del suo partenariato.

 

Il MedinHub avrà inoltre l’obiettivo di raggiungere nuove organizzazioni e promuovere la partecipazione delle industrie e delle PMI più innovative, nonché il coinvolgimento delle prestigiose università e centri di ricerca dell’area.

 

Link per la registrazione:

https://www.lyyti.in/EIT_RawMaterials_Roadshow__Lecce_9500

NanoInnovation 2019

Il Cnr Nanotec è tra i protagonisti di “NanoInnovation 2019", la manifestazione organizzata dall’Associazione italiana per la ricerca industriale (Airi) e dall’Associazione Nanoitaly, ospitata a Roma dall’11 al 14 giugno. Rivolta a ricercatori, imprenditori, industrie, enti di ricerca, NanoInnovation 2019 si propone come la più importante conferenza sulle nanotecnologie e le tecnologie abilitanti in Italia.

 

Il programma dettagliato dell’evento è disponibile al linkhttp://www.nanoinnovation2019.eu/

Tra i partecipanti del Cnr Nanotec:

- Clara Guido, “Non-viral gene delivery using polymeric NPs”;

- LucaLEUZZI, “Overview del progetto ATOM”;

- AlessiaCEDOLA, “La tomografia X e le sue applicazione: dai beni culturali all'industria elettronica”;

- FrancescoMATTEUCCI, “Nanodispositivi per il fotovoltaico integrato”;

- Giuseppe Valerio Bianco, “Chemical strategies to improve CVD graphene’s functionalities in technological applications”