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

Scholar-in-Training Award dell'AACR a Marta Cavo

Lecce, 15/01/2020
Marta Cavo, ERC-postdoctoral research fellow at the CNR Institute of Nanotechnology in Lecce (ERC-StG INTERCELLMED No., 759959, PI: Dr. Loretta L. del Mercato), have been selected to receive a Scholar-in-Training Award (USD $625). The Scholarship will support her attendance at the Conference on The Evolving Landscape of Cancer Modeling, organized by the American Association for Cancer Research (AACR), to be held on 2-5 March 2020 in San Diego (California), where she will present the work "Quantifying stroma-tumor cell interactions in three-dimensional cell culture systems". Link to the conference:

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