Direzione Trasferimento Tecnologico

Settori applicativi

Problema da risolvere

Per studiare gli effetti delle radiazioni ionizzanti sugli organismi viventi, è necessario interfacciare i rivelatori con sistemi biologici, così da correlare la dose di radiazione assorbita dalle cellule con il danno cellulare. inoltre, la realizzazione di rivelatori ad alta risoluzione spaziale per colture cellulari è una delle principali sfide per lo studio delle strutture sub-micrometriche dei tessuti biologici tramite imaging X con le nuove sorgenti da laboratorio. Nella conservazione dei beni culturali le problematiche maggiori sono legate alla pulitura e al trattamento di opere d'arte e manufatti antichi, con interventi non invasivi, efficaci e sostenibili. Nel campo della sensoristica, i microgel offrono soluzioni avanzate per la rilevazione di analiti a basse concentrazioni, per il monitoraggio in tempo reale senza processi distruttivi e per la miniaturizzazione e integrazione in dispositivi microfluidici, nell'elettronica flessibile e in biosensori ottici.

Descrizione

I microgel sono particelle polimeriche reticolate, di dimensioni nanometriche o micrometriche, che combinano le proprietà tipiche dei gel e dei colloidi. Grazie alla loro struttura reticolata e idrofilica, sono in grado di assorbire grandi quantità di acqua o solventi, gonfiandosi o restringendosi in risposta a stimoli ambientali come temperatura, pH, forza ionica o campi magnetici. Questa caratteristica li rende materiali morbidi, flessibili e altamente idratabili, il cui comportamento è regolato dall'interazione tra le catene polimeriche e il solvente. Combinando la versatilità dei polimeri con la reattività dei colloidi, i microgel rappresentano una frontiera innovativa nella scienza dei materiali, aprendo la strada a soluzioni avanzate per diverse applicazioni tecnologiche. I microgel possono essere progettati su misura per rispondere a specifici stimoli, rendendoli ideali come sensori intelligenti capaci di rilevare e segnalare la presenza di sostanze target nell'ambiente, monitorare parametri fisiologici o individuare biomolecole come glucosio o patogeni. Inoltre, possono essere integrati con coloranti fluorescenti o altri indicatori ottici per sviluppare sensori in grado di rilevare variazioni di fluorescenza o risposte colorimetriche in base alle condizioni ambientali. Microgel termoresponsivi possono essere usati per la realizzazione di substrati "smart" per colture cellulari, in grado di controllare adesione e distacco delle cellule con la temperatura. I film di microgel offrono, inoltre, nuove soluzioni per l'interfacciamento tra dispositivi tecnologici e sistemi biologici. In particolare, l'integrazione di film di microgel con rivelatori di radiazione basati su fluoruro di litio consente di depositare le cellule direttamente sulla superficie del rivelatore, rendendo possibile lo sviluppo di dispositivi biocompatibili per esperimenti di radiobiologia e per microscopia a raggi X a contatto su cellule e tessuti biologici.

Gruppo di ricerca coinvolto