Le ricerche sull'interazione laser materia, la realizzazione di apparecchiature, lo sviluppo di metodiche che utilizzano il laser per la produzione e caratterizzazione di nuovi materiali funzionali nonché dei processi elementari coinvolti riguardanti la dinamica e la struttura elettronica di molecole, cluster e dei conseguenti meccanismi di accrescimento dei materiali ottenuti, sono di primaria importanza per la tecnica stessa e per le possibili di ricadute tecnologiche. Ad esempio: dallo sviluppo di metodi analitici per la qualificazione e degrado di beni culturali allo sviluppo di sensori con funzionalità specifica e nanocompositi per le energie rinnovabili e l'automotive.

La Sede di Tito Scalo, grazie all'esperienza maturata nell'ambito della “Interazione Laser-Materia”, riveste un ruolo importante all'interno dell'Istituto in merito alle ricerche che riguardano lo sviluppo e la definizione di nuovi approcci e metodologie di indagine effettuati con i Laser, quali:

• Spettroscopia LIBS a singolo e doppio impulso (fs/ns) per lo studio dei fenomeni elementari e verifica condizioni sperimentali per applicazioni qualitative e quantitative
• Ablazione via Laser e deposizione di film nanostrutturati di leghe, carburi, ossidi e boruri in vuoto con caratterizzazioni ex-situ: TEM, SEM, XPS, XRD, micro-Raman, AFM
• Ablazione di solidi in liquido per la produzione di nanoparticelle e controllo delle loro caratteristiche
• Studio e formulazione di modelli termodinamici di evoluzione delle nanoparticelle atti a prevedere e determinare la dinamica di espansione delle componenti (plasma e hot nanoparticles) indotte da impulsi laser ultra-corti con diagnostiche in-situ: ICCD fast imaging, spettroscopia di emissione rapida (ns) e spettrometria di massa
• Studio di fenomeni elementari di interazione laser-materia e dinamica dei processi transienti con tecniche di Pump&Probe attraverso l’uso di laser ultracorti “100 fs”
• Deposizione laser al ns (PLD) anche assistita da RF e trattamento superficiale tramite laser al ns ed ultracorti (100 fs) di film a base carbonio e di carburi in bulk
• Studio degli effetti della radiazione laser IR pulsata (200 ns) su tessuti biologici
• Deposizioni mediante laser al nanosecondo di film sottili di materiali organici per applicazioni in smart packaging
• Studio dei fattori strutturali, energetici e cinetici che governano i processi di riconoscimento molecolare e chirale in aggregati in fase gassosa
• Generazione, isolamento e caratterizzazione spettroscopica in fase gassosa di molecole e cluster neutri e ionici tramite spettroscopia IRMPD (Infrared Multiphoton Dissociation), spettroscopia REMPI (Resonant MultiPhoton Ionization), spettroscopia di hole-burning UV-UV e IR-UV, spettroscopia di pump-probe ultraveloce (fs) e spettrometria di massa.