Plasma technologies for materials & surfaces

Plasma surface engineering embraces a large range of processes aimed to drastically change the surface properties of materials preserving the bulk ones. This includes for instance corrosion protective coatings, barrier layers for food packaging, surface hydrophobization/hydrophilization, enhanced surface dyebility/printability or adhesion. In particular plasma-assisted deposition can be used to produce films on a solid material by promoting chemical reactions at the plasma/substrate interface. Indeed, by using sacrificial layers/substrates free standing nano-films can be produced. The processes can be performed by using both low and atmospheric pressure plasmas in direct and remote approach, injecting the film precursors in gas, vapor and aerosol form.

Plasma reactors design

Low pressure plasma reactor design involves matching of sample/chamber size, gas flow rate/pumping speed, electrodes potential distribution and power sources. Furthermore, often heating/chilling of electrodes or substrates is necessary, as well as bias, to control surface ion bombardment. Technologies implemented by plasmas are: PECVD, remote plasma MOCVD, sputtering, etching, plasma MBE.

Atmospheric pressure dielectric barrier discharge reactors for surface treatment of materials need a smart design, assembly and optimization. Reactors design and electrode configurations are tailored to address the requirements of specific plasma processes (e.g., deposition of thin films from precursors in vapor or aerosol form) and, importantly, the shape and dimension of the substrate to be treated. Atmospheric pressure reactors include also plasma jets, i.e., remote plasma sources in which the plasma is allowed to exit from the region where it is generated and to propagate in the external environment towards the substrate to be treated.

Plasma Surface Engineering

Strategies differ depending on the addressed surface property. Typically both low and atmospheric pressure plasma processes can be carried out.

Barrier and protective coatings consists in inorganic film (SiOx or SiNx) commonly deposited from organosilicon fed plasmas.

The control of polymer adhesion properties and alike (dyebility) can be reached by grafting of polar groups (oxygen or nitrogen containing ones) in plasma fed with O2, N2 or H2O.

Hydrophobization can be achieved either by PECVD of fluorocarbon and organosilicon coatings or by grafting of F-contaning functionalities (e.g., CF4-fed plasma)

Plasma processing of 3D materials and powders

Plasma treatment of complex three-dimensional (3D) porous materials (membranes, scaffold, fabrics, etc.) for fine tuning of the surface chemistry of the outer and inner regions of the substrates, while leaving the porous architecture intact. The activity includes also the plasma surface functionalization of powders and granules for several applications in the field of catalysis, absorbing materials, biomaterials, etc..

Strategies

Low pressure and atmospheric pressure PECVD, plasma grafting of functional groups and plasma sputtering of metal and metal/oxide carried out both in direct and remote approach. Reactors design and electrode configurations are fitted to the specific shape and dimension of the substrates to be treated.

Facilities & Labs

Plasma technology lab @URT Bari

PACVD @URT Bari

Space ship @URT Bari

PLASMATROLL @URT Bari

Atmospheric pressure parallel plate DBD @URT Bari

People

Maria_LosurdoMaria

Losurdo

CNR Director of Research

fabio_palumbor150Fabio

Palumbo

CNR Researcher

Antonella MilellaAntonella

Milella

Associate Researcher

Pietro-FaviaPietro

Favia

Associate Professor

Fiorenza_FanelliFiorenza

Fanelli

CNR Researcher

Francesco FracassiFrancesco

Fracassi

Associate Professor

Eloisa_SardellaEloisa

Sardella

CNR Researcher

Publications

  1. Fanelli, F , Mastrangelo, A.M, Fracassi, F., Aerosol-assisted atmospheric cold plasma deposition and characterization of superhydrophobic organic-inorganic nanocomposite thin films,  Langmuir Volume 30, Issue 3, 28 January 2014, Pages 857-865, Doi: 10.1021/la404755n
  2. Rosa Di Mundo, Riccardo d’Agostino, and Fabio Palumbo, Long-Lasting Antifog Plasma Modification of Transparent Plastics,  ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (19), pp 17059–17066 DOI: 10.1021/am504668s
  3. Ilaria Trizio, Eloisa Sardella, Edda Francioso, Giorgio Dilecce, Vito Rizzi, Pinalysa Cosma, Michael Schmidtd, Mareike Hänsch, Thomas von Woedtke, Pietro Favia, Roberto Gristina, Investigation of air-DBD effects on biological liquids for in vitro studies on eukaryotic cells, Clinical Plasma Medicine, Volume 3, Issue 2, December 2015, Pages 62–71, DOI: 10.1016/j.cpme.2015.09.003

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