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Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti Brevetti Titolo Metodo di fabbricazione di strutture a partire da bacchette di materiale. Rif. CNR 10277 Titolare (i): CNR, Centro Fermi Museo della Fisica Istituto: IFAC Inventore di riferimento: Andrea Barucci Territori di vigenza: EP, US Data di priorità: 15/10/2013 Abstract L’invenzione si riferisce ad un metodo per la fabbricazone di nanopunte in fibra ottica per applicazioni sensoristiche, prodotte ruotando e immergendo la fibra in una soluzione corrosiva ricoperta da un liquido protettivo avente diversa densità. Le nanopunte così ottenute possono essere molto corte (~200 μm), con angoli al vertice fino a 40°, e una dimensione apicale inferiore a 50nm. Se necessario, è anche possibile applicare uno strato metallico. Grazie alla rugosità superficiale estremamente bassa (dell’ordine dei nm), il ricoprimento metallico è privo di fori e presenta una grande adesione superficiale. Le nanopunte sono ideali per applicazioni SNOM e sensoristiche (in particolar modo intracellulari). Background Il miglioramento della tecnica di fabbricazione di nanosonde originariamente sviluppato per la microscopia ottica in campo vicino (SNOM) è stata poi sfruttata anche nella sensoristica biochimica. Le piccole dimensioni delle nanopunte in silice consentono applicazioni di sensoristica intracellulare, non distruttiva dei processi fisiologici e biologici nel nano-ambiente, sulla base di una corretta funzionalizzazione chimica della nanopunta. Ulteriore aumento della sensibilità può essere ottenuta con tecniche SERS e TERS. Tecnologia L’etching statico, per la sua semplicità di funzionamento, è stato ampiamente impiegato. Questa tecnica è però governata passivamente dalla soluzione di attacco e dall'ambiente, mentre, con la tecnica meccanica- chimica qui sviluppata, le caratteristiche delle nanopunte fabbricate possono essere efficacemente controllate variando i parametri di rotazione della cuvetta e la fibra. Vantaggi e Applicazioni La tecnica di etching meccanico - chimico è stata sviluppata per superare i problemi legati al controllo della forma del menisco in corrispondenza dell'interfaccia tra il liquido di attacco e la fibra, che influenza direttamente la simmetria e rugosità della nanopunta. Con il migliore controllo del processo, la rugosità superficiale è controllata, ottenendo una qualità superficiale notevolmente migliorata e permettendo l’utilizzo di tali nanopunte per applicazioni avanzate. Inoltre, questa tecnologia ha un basso costo ed è facile da utilizzare. Applicazioni: SNOM, sensori intracellulari (studi farmacologici e per la fisiologia cellulare), e in generale tutte le applicazioni in cui la rugosità superficiale di barrette di materiale deve essere controllata. Stadio di Sviluppo L’invenzione è già stata realizzata e collaudata. Ne esiste un prototipo funzionante. Tale prototipo è attualmente utilizzato per creare le punte SNOM utilizzate nell’ambito di vari progetti di ricerca. Le stesse nanopunte sono utilizzate come biosensori per misure intracellulari. 32