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Nuovi dispositivi laser: un nanocristallo dalla luce più intensa

Producono una luce più intensa e con impulsi cento volte più veloci dei tradizionali. Sono i nuovi dispositivi laser realizzati dai ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova (IIT) descritti per la prima volta in un articolo pubblicato dalla rivista scientifica internazionale Nature Nanotechnology, a firma di un team internazionale di ricercatori di IIT, coordinati da Liberato Manna e Iwan Moreels. Il nanocristallo frutto di questa ricerca è stato pensato per sostituire i quantum dots, ossia le nanoparticelle sferiche utilizzate solitamente come materiale base dei dispositivi laser, ed è ottenuto tramite un processo chimico di sintesi di un cristallo ultra-sottile composto da Cadmio e Selenio (il cui spessore nanometrico è fondamentale per trasformare la luce su di esso incidente in una emissione laser).
Il nuovo nanocristallo dell’IIT permette di controllare ad un prezzo contenuto tutti questi aspetti e il processo di realizzazione è trasferibile anche a contesti industriali non necessariamente high-tech.Quantum Dots with emission maxima in a 10-nm step are being produced at PlasmaChem in a kg scaleIl principio fisico alla base del laser è quello della stimolazione di un’emissione luminosa monocromatica da parte di un materiale quando colpito da una luce esterna. Il fenomeno di emissione di luce è legato al comportamento fisico delle cariche elettriche interne a un atomo che viene stimolato con una certa luce – la stimolazione porta l’atomo a uno stato di eccitazione energetica da cui ricade rilasciando fotoni, particelle di luce, di un determinato colore. I dispositivi laser sono più efficienti, quando l’emissione di luce da parte del materiale è controllata, continua e non ha dispersioni.
I laser sono dispositivi ottici che producono intensi fasci di luce monocromatica ben focalizzati e sono utilizzati in diversi settori: in chirurgia, come sostituti di bisturi ad alta precisione, in elettronica, dove sono il cuore di tecnologie come stampanti laser e lettori di compact disk, nelle telecomunicazioni basate sulle fibre ottiche, o ancora nella manifattura, per la lavorazione di materiali, e nell’automotive per sensoristica di posizione avanzata.

La trasversalità di applicazioni rende il nuovo dispositivo laser appetibile per un mercato in continua crescita e oggetto di costante domanda da parte dei paesi in via di sviluppo – le stime per il 2016 parlano di un mercato globale del valore di oltre 10 miliardi di dollari. In questo scenario diventa centrale la possibilità di innovare la tecnologia dei laser in termini di abbassamento dei costi di produzione e di miglioramento delle prestazioni in modo da renderla più sostenibile e maggiormente sfruttabile. Le attuali tecnologie laser presentano, infatti, alcuni limiti tecnologici: parte della luce emessa è assorbita dallo stesso dispositivo e i processi di realizzazione richiedono alte temperature e tecniche di lavorazione sottovuoto onerose.
I nuovi dispositivi creati a Genova superano questi limiti.

#1invenzionealgiorno @IITalk
 

Last Updated on Monday, 09 February 2015 15:57

La chirurgia delle corde vocali incontra il laser e i robot

 
All’IIT i ricercatori stanno sviluppando una tecnologia che unisce laser e robotica con l’obiettivo di dare ai chirurghi uno strumento che permetta di operare in modo sicuro zone delicate del corpo, quali la laringe.
 
I laser vengono utilizzati sempre più spesso in operazioni chirurgiche di precisione, per trattare condizioni patologiche caratterizzate da alti livello di rischio, tra le quali troviamo diverse tipologie di cancro. La fonochirurgia laser, rivolta alle corde vocali, è un esempio di come queste tecnologie stiano diventano di uso comune per la cura delle patologie associate alla laringe.

Data la ridotta dimensione delle corde vocali (generalmente non piu` lunghe di 25mm), questo tipo di interventi necessita l'utilizzo di un microscopio. Numerose sono le difficoltà che derivano dal dover operare con il laser a tali ridotte dimensioni. Per evitare complicazioni negli interventi di fonochirurgia laser, l’unica misura fino ad oggi adottata era rappresentata da un’intensa attività di formazione dei chirurghi.

I ricercatori dell’IIT coordinano il progetto europeo μRALP (Micro-technologies and systems for Robot-Assisted Laser Phonomicrosurgery), che ha permesso di realizzare un nuovo tipo di apparato per la microchirurgia delle corde vocali. Integrando la robotica con i piu` recenti sviluppi nel campo della chirurgia computer-assistita, questo sistema fornisce al chirurgo  una postazione di lavoro piu` ergonomica e una maggiore precisione nel controllo del laser. L'apparato comprende inoltre un sistema di sicurezza “intelligente”, che permette al chirurgo di limitare il danno termico inflitto dal laser ai tessuti.

Gli avanzamenti tecnologici raggiunti nel corso del progetto μRALP porteranno ad una microchirurgia laser più precisa, sicura e meno invasiva,  permettendo il miglioramento delle tecniche per il trattamento dei tumori della laringe.
 
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www.microralp.eu

Il report aggiornato del progetto è consultabile al link: http://future.arte.tv/fr/robots-medecine-chirurgie

 

Last Updated on Wednesday, 01 April 2015 13:23

HIRIS l'elettronica indossabile

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La startup Circle Garage nata da ricercatori dell'Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e operante nel campo delle reti di sensori, della robotica e della interazione uomo-macchina, ha sviluppato un prodotto che si propone di inserirsi nel mercato crescente dei dispositivi wearable (indossabili).

Questo nuovo "computer da polso" si chiama HIRIS (Human Interactive Reliable Integrated System) e offre novità sia dal punto di vista tecnico che del design rispetto alla tecnologia indossabile ora sul mercato.

Il sistema HIRIS è innovativo nel mondo della human-computer interaction e crea un’infinità di possibili di interazioni grazie alle sue caratteristiche.

Il dispostitivo è dotato di una serie di piccoli sensori/attuatori che possono essere usati per monitorare sia la posizione che i parametri sensibili dell’utente che lo indossa (come temperatura, battito cardiaco, etc..). Ad esempio sarà possibile, usando l’HIRIS conoscere
lo sforzo esercitato da un paziente mappando i suoi movimenti in tempo reale a fini riabilitativi o di monitoring sportivo dando un segnale di feedback al raggiungimento di un goal prestabilito. Altri campi applicativi possono essere trovati nel mondo dell’entertainment dando la possibilità di sviluppare nuovi accessori, dedicati ai videogiocatori, che consentono nuovi tipi di interazione tra il giocatore e il gioco stesso.

Dal 6 al 9 Gennaio 2015 Circle Garage ha partecipato al CES di Las Vegas (Consumer Electronics Show), la fiera mondiale dell'elettronica di consumo che si tiene ogni anno negli Stati Uniti, suscitando molto interesse; ora HIRIS è oggetto di una campagna di crowdfunding su Indiegogo.

Per maggiori informazioni http://www.hiris.it/

#1invenzionealgiorno @IITalk


Last Updated on Friday, 06 February 2015 10:02

Le Super Batterie al grafene

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Il neonato prototipo della batteria al grafene esordisce con prestazioni superiori del 25% rispetto ai dispositivi di accumulo di elettricità attualmente in uso.  L’uso di una soluzione (o inchiostro) di grafene spalmato su un supporto di rame a formare l’anodo si è rivelato particolarmente utile per ottenere prestazioni molto elevate, almeno il 25% superiore a quelle attualmente ottenibili con i dispositivi convenzionali (commerciali).

Ulteriori caratteristiche tecniche del prototipo sono il peso – sensibilmente ridotto con ulteriori potenzialità dovute all’uso del grafene, il materiale oggi più leggero: 1 grammo può coprire fino a 2.600 mq di superficie – e la flessibilità (il grafene pur corrugato mantiene le sue caratteristiche fisico-chimiche). Queste due caratteristiche, associate alle elevate prestazioni di accumulo di ioni litio, sono fondamentali per lo sviluppo di dispositivi di nuova concezione, dove flessibilità e leggerezza hanno un ruolo determinante.

Questo prototipo si adatta facilmente ad applicazioni in vari ambiti dal settore automobilistico fino all’elettronica di  consumo (smartphone, tablet, etc.). Inoltre la sua produzione ha costi contenuti, con un vantaggio competitivo rispetto alle batterie oggi in commercio

#1invenzionealgiorno @IITalk

Last Updated on Wednesday, 04 February 2015 10:34

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