1. Laboratorio Regionale di Sintesi e
Caratterizzazione di Nuovi Materiali
Organici e Nanostrutturati per
Elettronica, Fotonica e Tecnologie
Avanzate
(Codice Progetto: 20)
Coordinatore scientifico
Francesco Babudri
Dipartimento di Chimica Università degli Studi Aldo Moro
di Bari

2. Le unità di ricerca
Unità di ricerca Responsabile
U1. Dipartimento di Chimica Università degli Studi
Aldo Moro di Bari
Prof. Francesco Babudri
U2. Dipartimento di Farmacia-Scienza del
Farmaco (ex Dipartimento Farmaco-Chimico)
Università degli Studi Aldo Moro di Bari
Prof. Renzo Luisi
U3. Dipartimento dell’Ingegneria dell’Innovazione
Università del Salento Lecce
Dr. Giuseppe Ciccarella
U4. CNR Istituto di Metodologie Inorganiche e dei
Plasmi (IMIP)
Dr. Giovanni Bruno
U5 Dipartimento di Ingegneria Elettrica e
dell`Informazione DEI (ex Dipartimento dei
Elettrotecnica ed Elettronica) Politecnico di Bari
Prof. Vincenzo Petruzzelli

3. Obbiettivo della Rete
1) Sintesi di materiali organici, nanomateriali di differenti tipologie finalizzati all’impiego
come semiconduttori in applicazioni in dispositivi optoelettronici e fotonici
(Organic Light Emitting Diodes OLEDs-dispositivi fotovoltaici)
a) polimeri ed oligomeri coniugati
b) complessi organometallici
c) nanoparticelle metalliche
Caratterizzazione molecolare e morfologica allo stato solido
Caratterizzazione funzionale (elettronica, ottica ed altre proprietà)
2) Sintesi di materiali nanostrutturati per applicazioni nel settore ambientale e dell’Health Care
3) Sviluppo di processi di sintesi in continuo a più basso costo e ridotto impatto ambientale
Settori di impatto
a) innovazione nell’elettronica e nella fotonica
b) utilizzo di dispositivi elettronici in molteplici applicazioni (arredamento, produzione di
energia da fonti rinnovabili, risparmio energetico)
c) nanotecnologie molecolari (NMT) applicabili a segmenti del mercato
dell’ambiente e della salute dell’uomo.
d) processi di sintesi a basso impatto ambientale

4. Domanda di innovazione del
sistema produttivo
Offerta tecnologica della Rete
Ø Film sottili di materiali organici, compositi e metallici
depositati per spin-coating ed evaporazione termica.
Ø Prototipi di dispositivi elettroluminescenti, fotovoltaici
e guide d’onda.
Ø Analisi ottica ed elettrica dei dispositivi.
ØAnalisi morfologica dei film sottili mediante
microscopia elettronica.
Ø Studio degli stati eccitati e dei tempi di vita per
campioni in soluzione sia per quelli allo stato solido.
Ø Studio del trasferimento di carica mediante
spettroscopia ultraveloce e risolta nel tempo.
Ø Sintesi e caratterizzazione di sistemi nanoparticellari
metallici e ibridi applicazioni in catalisi,
conversione di energia, protezione di beni culturali,
additivi per materiali polimerici.
Ø Nuove tecnologie di produzione
Sorgenti di illuminazione LEDs plastiche (OLEDs);
Celle solari plastiche basate su nuovi materiali ibridi
organici-inorganici;
Dispositivi Fotovoltacromici basati su tecnologia ibrida
organica/inorganica.
Tali dispositivi costituiscono le tecnologie del futuro nei
settori dell’illuminazione e della produzione/gestione di
energia da fonte rinnovabile.
Sviluppo di nuove metodologie di produzione
Sviluppo di processi sostenibili

5. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 1. Molecular NAnotechnology for HeAlth and
EnvironmenT (MAAT)
Risultati raggiunti
Complessi dell’Iridio e polimeri fluorurati da utilizzare come materiali emettitori in OLED
Polimeri per coordinazione con struttura base dell’antrachinone e zinco come materiali fotocromici
Nanocristalli colloidali di PbS con assorbimento nel NIR
Ricadute industriali I materiali ottenuti saranno valutati per l’impiego nella
realizzazione degli obbiettivi del progetto:
a) smart panel semitrasparenti di colore modulabile in cui sono
combinate funzionalità di produzione di energia (celle solari),
d’illuminazione (OLEDs) e di schermatura controllata
(fotovoltacromico);
b) lab-on-Chips (LOCs) di basso costo in cui sorgenti di eccitazione
OLEDs sono integrate direttamente nel dispositivo
Altri risultati
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Tozzi Renewable Energy
(T.R.E.)
Partner di progetto
ST Microelectronic ssrl Partner di progetto

6. Immagini
(foto delle strumentazioni e/o di prototipi,prodotti,impianti pilota)
Complessi dell’Iridio luminescenti
Polimeri fluorurati elettroluminescenti
Polimeri elettrocromici
N
N
N
N
F
F
FF
F
F
F
F
F
F
F
F
N
Ir
2
N
N
N
N
F
F
FF
F
F
F
F F
F
F
N
Ir
2
F
F
F
F
F
Zn
O
O
N
N
O
O
O
n
O
poliZnAQ
O
O
F
F nn
F
F
n
S
F F
n
F
F
F F
F F

7. Immagini
(foto delle strumentazioni e/o di prototipi,prodotti,impianti pilota)
TEM micrograph of PbS
quantum dots
Absorption spectrum of PbS QDs in
comparison with CdSe QDs: extension
in the NIR
All inorganic Solar Cells fabricated with
PbS QDs in collaboration with CNR-
Nano Lecce.
Complete Room Temperature
Processing
Efficiency of 3.6% on glass and
1,8% on flexible substrates
Energy Environ. Sci., 6 (2013), 1565–
1572
400 600 800 1000
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
absorbance/a.u.
wavelength/nm
CdSe PbS

8. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 2. Materiali innovativi per il fotovoltaico organico ed ibrido
Risultati raggiunti
Ricadute industriali • Nuove classi di materiali (polimeri push-pull fluorurati,
polimeri con struttura benzofulvenica) utilizzabili nella
realizzazione di celle fotovoltaiche bulk-heterojunction
Altri risultati • Pubblicazioni scientifiche su riviste a diffusione
internazionale relative alla sintesi di polimeri coniugati
per celle fotovoltaiche.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto

9. Immagini
(foto delle strumentazioni e/o di prototipi,prodotti,impianti pilota)
Prototipo di OPV
Simulatore di luce solare
Glove box con evaporatore per
metalli

10. Immagini
(foto delle strumentazioni e/o di prototipi,prodotti,impianti pilota)
sistema di spettroscopia di assorbimento
ultrafast
Profilometro
Spin coater

11. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servi
zio
3. NAno / MIcro STrutturazione nei materiali per
l’Edilizia ed altri settori produttivi (NAMISTE)
Risultati raggiunti
Ricadute industriali Sviluppo di metodologie sintetiche di nanocristalli
applicabili a livello industriale.
Prototipi e analisi chimico-fisiche.
Scale up in impianto pilota per la sintesi dei
componenti nanostrutturati.
Sviluppo di materiali refrattari
Altri risultati Sintesi di ossidi di metalli nanocristallini (tipicamente
usati come additivi di prodotti per l’edilizia) con
controllo di forma e dimensioni
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Green Chemlab s.r.l. Partner di progetto
Laboratori, studi di progettazione
A.R.Chi.Mede s.r.l.
Partner di progetto
Lab s.r.l. Partner di progetto
Refrasud International s.r.l. Partner di progetto

12. Immagini
(foto delle strumentazioni e/o di prototipi,prodotti,impianti pilota)
Sintesi di nanoparticelle di
TiO2
Modulazione delle dimensioni di
nanoparticelle di TiO2
Spray dryer
TA5 TA6
TA1 TA2 TA3
TA4

13. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 4. Sviluppo di nuovi processi produttivi mediante
l’uso di microtecnologie
Risultati raggiunti
Ricadute industriali • Lo sviluppo di processi in continuo a più basso costo e
ridotto impatto ambientale di fondamentale
importanza per le industrie chimiche.
• La validità della tecnologia è un ulteriore aspetto che
ha ricaduta su quelle industrie che al momento
mostrano scetticismo verso i dispositivi microfluidici o
che non sposano l’approccio «high risk – high gain».
Altri risultati Visibilità a livello nazionale e internazionale del
laboratorio di sintesi microfluidica.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
Itelpharma Ruvo di Puglia Interesse a sviluppare
nuovi processi di sintesi
Incontri informali
Sanofi Aventis Brindisi Interesse a sviluppare
nuovi processi di sintesi
Incontri informali
FIS Vicenza Custom synthesis di API Incontri informali
Thalesnano Budapest Sviluppo tecnologie di
produzione
Incontri informali

14. Immagini
Strumentazione per il
monitoraggio «in-line» di
processi sintetici. Consente
di ridurre i tempi per lo
sviluppo di un processo
La strumentazione è parte integrante del laboratorio FLAME-Lab di recente istituzione presso il Dipartimento di
Farmacia. Tale laboratorio, unico nel meridione, si pone l’obiettivo di offrire alle aziende know-how e supporto
tecnologico per lo sviluppo di processi di sintesi più sostenibili e nuove metodologie di produzione.
Strumentazione per lo sviluppo di
sintesi in flusso continuo attraverso
l’uso di microchip in vetro. Consente
la produzione di molecole in maniera
più sostenibile e conveniente.

15. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servizio 5. MEM4WIN “Ultrathin Glass Membranes for
Advanced, Adjustable and Affordable Qudruple
Glazing Windows for 0-Energy Buildings” )
Risultati raggiunti
Sviluppo di tecniche per l’ottenimento di film di grafeni mediante deposizione chimica da
fase vapore
Ricadute industriali Fabbricazione di finestre con membrane di vetro ultrasottili ed a
bassa dispersione termica, integrate con celle fotovoltaiche per la
generazione di energia elettrica e collettore di energia termica
solare per produzione di acqua calda, per edilizia a Energia Quasi
Zero
Altri risultati
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
LISEC (Austria) Partner di progetto
PROFACTOR (Austria) Partner di progetto
ENERGYGLAS (Germania) Partner di progetto
DURST PHOTECHNIK (I) Partner di progetto
TIGER COATINGS (Austria) Partner di progetto
AIXTRON (UK) Partner di progetto

16. Spettroscopia ellissometrica
Spettro ellissometrico del coefficiente di
estinsione e del coefficiente di assorbimento del
polimero PDTBTV fluorurato e non fluorurato
mescolato (rapporto 1.1)
Ellissometro spettroscopico per misure ex-situ delle
proprietà ottiche di suoerfici e film sottili.
Spettro ellissometrico del coefficiente di
estinsione nel controllo delle proprietà
plasmoniche di nanoparticelle di oro per
l’applicazione nel fotovoltaico e nella
SERS (Surface ehnanced Raman
spectroscopy)

17. Ellissometro spettroscopico assemblato su reattore
plasmochimico, per il monitoraggio dei processi di trattamento
delle superfici e crescita di materiali.
Monitoraggio in tempo reale del
processo di fluorurazione del grafene a
fluorografene con processo
plasmochimico.
RF
cathode
anode
RF source
Gas
Graphene
substrate
Vacuum
pump
PLASMA
SE light beam
Spettroscopia ellissometrica
Fn
F-atoms

18. Le attività svolte al 31/12/2013
Attività/progetto/servi
zio
6. Fabbricazione e caratterizzazione di film
ottici sottili
Risultati raggiunti
Ricadute industriali • Sperimentazione di circuiti stampati
optoelettronici in guide d’onda polimeriche per
l’Optical Interconnection on Chip.
• Caratterizzazione delle proprietà ottiche di
riflessione di nano-strutture periodiche in oro su
substrato di Silicio cristallino per la valutazione
della “sensitivity” di sensori ottici plasmonici.
Altri risultati • n.7 pubblicazioni sulle conoscenze sviluppate
nell’attività di ricerca utilizzando le strumentazioni
acquisite con il Progetto delle reti.
Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
IIT Lecce Interessata ai risultati
della caratterizzazione
ottica, realizza
componenti
nanostrutturati.
Regolari contatti.
US Army RDECOM Interessata alla
progettazione di sensori
ottici plasmonici
Regolari contatti.

19. Fabbricazione di guide d’onda polimeriche
Spin coater per guide d’onda
polimeriche
Microscopio
ottico
Guide d’onda polimeriche eccitate. Banco
ottico
Profilometro

20. Imprese coinvolte Tipo di contatto Frequenza di contatto
MER MEC SpA Monopoli Partner interessato ai
risultati del progetto.
Regolari contatti.
MASMEC SpA Modugno Partner interessato ai
risultati del progetto.
Regolari contatti.
AVIO SpA Brindisi Partner interessato ai
risultati del progetto.
Regolari contatti.
Attività/progetto/servi
zio
7. Progettazione e implementazione di un
inclinometro ottico in tecnologia
plasmonica. PON MASSIME
Risultati raggiunti
Ricadute industriali • Sviluppo di strutture plasmoniche composte da
array di aperture in uno strato metallico poste
reciprocamente ad una determinata distanza per
la realizzazione di sensori plasmonici.
Altri risultati • n.7 pubblicazioni sulle conoscenze sviluppate
nell’attività di ricerca utilizzando le strumentazioni
acquisite con il Progetto delle reti.
• Progetto di un inclinometro plasmonico.
• Fabbricazione e caratterizzazione delle strutture
plasmoniche realizzate.

21. INCLINOMETRO OTTICO IN TECNOLOGIA
PLASMONICA
Schema di principio dell’inclinometro n tecnologia plasmonica
Array di nanoparticelle di oro depositato su
Si
Contorno
periodico
Contorno
assorbente
Au
Aria
Onda Piana
λ = 622.5 nm λ = 788 nmλ = 607.5 nm
Modi plasmonici
accoppiati
Modo plasmonico
sull’interfaccia di
Risonanza di apertura

22. Sito web della Rete: http:// di prossima attivazione
Attività promozionali svolte
Presentazione della rete al convegno internazionale FUTURMAT2
Riva Marina Resort 16-20 settembre 2012
Presentazione della rete allo SMART PUGLIA EXPO- SMAU Business
Bari 6-7 febbraio 2013

23. Attività programmate
• Progetto:
• Celle Solari Polimeriche Processabili da Mezzi Acquosi: Dai Materiali Ai Moduli
Fotovoltaici (Aqua-Sol)
• AQUA-SOL si propone di contribuire al progresso del fotovoltaico organico
(OPV) sviluppando materiali, metodi di caratterizzazione e processi per la
fabbricazione di dispositivi fotovoltaici polimerici processabili da mezzo
acquoso.

24. PUBBLICAZIONI
L Carroccia, B Musio, L Degennaro, G Romanazzi, R. Luisi (2013).
“Microreactor-Mediated Organocatalysis: Towards the Development of Sustainable Domino Reactions”
Journal of Flow Chemistry, vol. 4, 29, (2013).
Giovine, B. Musio, L. Degennaro, A. Falcicchio, A. Nagaki, J. Yoshida, R. Luisi
“Synthesis of 1,2,3,4-Tetrahydroisoquinolines by Microreactor-Mediated Thermal Isomerization of Laterally Lithiated Arylaziridines”
Chemistry-A European Journal, 19, 1872, (2013)
G. V. Bianco , M. M. Giangregorio , M. Losurdo , P. Capezzuto , G. Bruno
“Supported Faceted Gold Nanoparticles with Tunable Surface Plasmon Resonance for NIR-SERS”
Advanced Funcional Materials, 22, 5081, (2012)
H. Xu, R. A. Picca, L. De Marco, C. Carlucci, A. Scrascia, P. Papadia, B. F. Scremin, E. Carlino, C. Giannini, C. Malitesta, M. Mazzeo, G. Gigli,
G. Ciccarella
“Nonhydrolytic Route to Boron-Doped TiO2 Nanocrystals”
European Journal of Inorganic Chemistry 1, 364, (2013)
Ying-Cen Guo, Filippo De Angelis, Fabio Della Sala, Roberto Cingolani, Giuseppe Gigli, and Giuseppe Ciccarella,
“Organic Dyes Containing A Triple Bond Spacer for Dye Sensitized Solar Cells: a Combined Experimental and Theoretical Investigation”
Current Organic Chemistry, 15, 3535, (2011)
N. Depalo, R. Comparelli, J. Huskens, M. J. W. Ludden, A. Perl, A. Agostiano, M. Striccoli, M. L. Curri
"Phase Transfer of CdS Nanocrystals Mediated by Heptamine β-Cyclodextrin" Langmuir, 28, 8711,(2012)
N. Depalo, P. Carrieri, R. Comparelli, M. Striccoli, A. Agostiano, L. Bertinetti, C. Innocenti, C. Sangregorio, M. L. Curri
"Biofunctionalization of Anisotropic Nanocrystalline SemiconductorMagnetic Heterostructures"
Langmuir, 27, 6962, (2011)

25. PUBBLICAZIONI
Operamolla , S. Colella, R. Musio, A. Loiudice, O. Hassan Omar, G. Melcarne, Marco Mazzeo, Giuseppe Gigli, Gianluca M.
Farinola, F. Babudri
“Low band gap poly(1,4-arylene-2,5-thienylene)s with benzothiadiazole units: Synthesis, haracterization and application in
polymer solar cells”
Solar Energy Materials & Solar Cells 95 3490, (2011)
G. Calò, A. Farinola, V. Petruzzelli, "Equalization in photonic bandgap multiwavelength filters by the Newton binomial
distribution,"
J. Opt. Soc. Am. B 28, 1668 (2011).
G. Calò, A. Farinola, V. Petruzzelli, ”Design and Optimization of High Sensitivity Photonic Interferometric Biosensor on
Polymeric Waveguides”
Progress in Electromagnetic Research Letters, 33, 151 (2012).
G. Calò, D. Alexandropoulos, V. Petruzzelli, “Active WDM filters on dilute nitride quantum well photonic bad gap waveguide”
Progress in Electromagnetic Research Letters, 35, 37 (2012).
G Calò, M. Grande, D. Alexandropoulos, V. Petruzzelli, "Photonic band gap waveguide filters based on dilute nitrides"
Physica Status Solidi C, 10, 567 (2013).
G. Calò, V. Petruzzelli, “WDM Performances of two- and three- waveguide Mach-Zehnder switches assembled into 4x4 matrix
router”
Progress in Electromagnetic Research Letters, 38, page 1 (2013).

26. Contatti
Prof. Francesco Babudri
Dipartimento di Chimica Università degli Studi di Bari Aldo Moro
Via Orabona 4 70125 Bari
Tel 0805442075 e-mail francesco.babudri@uniba.it