Sistemi e biointerfacce intelligenti e neuromorfe - Tecnologie

Le attività di questa AdR sono svolte presso 3 laboratori di ricerca: 

FABBRICAZIONE E CARATTERIZZAZIONE di FILM SOTTILI

Laboratorio chimico-fisico attrezzato per la deposizione di film sottili polimerici tramite diverse tecniche:

• Langmuir Schaefer e Langmuir Blodgett
• Spin coating
• Layer-by-Layer e Dip coating 
• Elettrodeposizione

Con accesso ad un sistema per Direct Writing operante in modalità non-contact ( i.e. aerosol jet printer modello AJ200-OPTOMEC) e spettrofotometria UV-VIS.

Inoltre il laboratorio è dotato di un sistema di rivestimento che permette (Diener P6) la realizzazione di rivestimenti protettivi, la produzione di substrati flessibili e freestanding e l'incapsulamento di dispositivi in Parylene. Il parylene è un materiale biocompatibile, trasparente (Trasparenza compresa tra il 90% e il 96% della gamma di lunghezza d’onda visibile), con basso coefficiente di attrito ed elevata resistenza dielettrica e chimica.  

Alcuni dati tecnici:

• Spessori da 0,5 mm a 30 mm
• Carosello composto da sei piatti da 170 mm
• Il ricoprimento non risente della presenza di spigoli o irregolarità sul substrato
• Possibilità di evaporare diversi tipi di Parylene: N,D,C,F-VT4

Il laboratorio dispone anche di sistema Thermal UV-Ozone Cleaner System (Novascan) per la pulizia di wafer e substrati, la rimozione di fotoresist, attivazione UV di polimeri, per la pulizia di campioni per AFM, SEM e TEM, per l'incremento della bagnabilità delle superfici e la rimozione contaminanti organici.  

Inoltre il laboratorio dispone di un ATR-FTIR Agilent Cary 630 FTIR modulare dotato di modulo in riflessione per spettroscopia ATR-FTIR.

FABBRICAZIONE DI SISTEMI 3D NANO/MICRO INGEGNERIZZATI

Grazie alla collaborazione con il Politecnico di Torino, una camera bianca è disponibile nell’Unità IMEM@PoliTo (https://areeweb.polito.it/ricerca/micronanotech/) per l'implementazione di processi tecnologici su micro e nanoscala. La camera bianca è composta da aree ISO 14644 Classe5 (U.S Fed-Std 209D Classe 100) e ISO 14644 Classe6 (U.S Fed-Std 209D Classe 1000). La camera bianca ospita le principali tecnologie in scala micro-nano per la fabbricazione di MEMS, microsensori, microfluidica e per la loro integrazione con le nanostrutture:

• Double side Mask Aligner
• Laser Direct Writer
• Reactive Ion Etcher (RIE) and Deep Reactive Ion Etcher (DRIE)
• Chemical Benches for Lithographic processes and for Wet Etching
• E-Gun Evaporator
• Rapid Thermal Annealer (RTA)
• ICP-Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (ICP-PECVD)
• Graphene deposition furnace
• Electroplating
• Hot Embossing
• CNC Milling
• Micro Electro-Discharge Machining.

Il laboratorio è anche dotato di un set significativo di tecnologie di prototipazione rapida e additive: (i) Ink-Jet 3D Printing, (ii) 3D Plastic Sintering, (iii) MicroStereoLithography, (iv) Electrospinning, (v) Ink-Jet Printing, (vi) 2 Photon Polymerization (2PP).

Presso la sede IMEM, vi è un sistema per stampa 3D customizzato dotato di 6 estrusori per deposizione da filamenti, paste e liquidi a viscosità variabile, integrato in cappa biologica per sanificazione dell'apparato e degli artefatti prodotti.

Inoltre uno dei laboratori presenti in IMEM è attrezzato per fabbricare nano e microcontenitori polimerici intelligenti sotto forma di capsule e microcamere freestanding tramite le tecniche layer-by-layer e one-step dip coating.

Il nostro laboratorio è anche attrezzato con una PCB Printer (Voltera) che offre per la possibilità di realizzare  piccoli circuiti stampati grazie alla deposizione controllata di inchiostri conduttivi e paste saldanti. Inoltre questa tecnologia è utilizzabile anche come sistema di deposizione di inchiostri homemade di diversa natura su substrati flessibili e non. 

In IMEM è anche presente un laboratorio congiunto con la compagnia Irlandese Camlin Group LtD centrato sullo sviluppo e prototipazione di dispositivi organici stampati per mezzo della stampante Optomec Aerosol Jet 200 Series. Questa stampante è in grado di depositare una vasta tipologia di inchiostri (metallici, organici, dielettrici, biologici, etc…) con una definizione micrometrica (minore di 8 mm) su diverse tipologie di substrati (flessibili e non). Il laboratorio è attrezzato anche per effettuate anche caratterizzazioni elettriche con l’apparato National Instrument (PXIe-8370 equipaggiato con PXIe-4145), ed elettrochimiche grazie all’interfaccia di misura Palm Sens 4 e acquisizioni in vivo di segnali biologici grazie all’utilizzo di una board OpenBCI Cytron.

Con accesso a SEM-FIB.

STUDIO E CARATTERIZZAZIONE ELETTRONICA E OTTICA

Per la caratterizzazione elettrica e ottica, il nostro laboratorio è dotato di :

- Un microscopio ottico completamente motorizzato NIKON-ECLIPSE Ni-E equipaggiato con CAMERA DS-Qi2 e set up di epifluorescenza. Questa macchina è principalmente usata come microscopio di ispezione, sfruttando la possibilità di acquisire immagini topografiche (Z-stack) e su larga scala (Large Image), ma si presta anche all'analisi di campioni biologici sia in modalità di riflessione, trasmissione ed epifluorescenza a diverse lunghezze d'onda (λ-stack). 

- Un'apparato di misura National Instrument (Chassis Ni PXle-1073; Moduli: SMU NiPXle 4138/39, NiPXl- 6289) dedicato alle caratterizzazioni elettriche dei dispositivi elettronici singoli o integrati in circuiti più complessi .

Inoltre il laboratorio offre una piccola facility per la prototipazione e la programmazione di sistemi interattivi (sensore+ attuatore) grazie a diverse board Arduino. 

- Un potenziostato VersaSTAT 3 per misure elettrochimiche e caratterizzazione di dispositivi ed interfacce.