Chemical Engineering at the Interface Lab – ChE@Interface

Il focus della nostra attività di ricerca è il comportamento in flusso della materia soffice con particolare attenzione al ruolo svolto dalle interfacce in applicazioni di ingegneria chimica. Le interfacce sono una caratteristica comune della materia soffice a causa delle dimensioni mesoscopiche dei suoi costituenti, come goccioline di emulsioni, vescicole di tensioattivo e cellule viventi, che appartengono a un intervallo intermedio tra la scala molecolare e quella macroscopica. Questa gamma di dimensioni, unita alla lenta dinamica temporale, rende i singoli costituenti della materia soffice osservabili al microscopio ottico, fornendo così un potente strumento per la visualizzazione diretta dei fenomeni su microscala. Il nostro approccio di ricerca si basa sullo sfruttamento di tecniche avanzate di microscopia ottica, come microscopia confocale, epifluorescenza, luce polarizzata, time-lapse e alta velocità di acquisizione, per visualizzare il comportamento della materia soffice in diversi ambienti e condizioni di processo, comprese celle di flusso, camere di diffusione, piastre biologiche, dispositivi a membrana e superfici metalliche. In particolare, la microscopia ottica combinata con tecniche di analisi delle immagini si presta allo studio del comportamento reologico e interfacciale della materia soffice in condizioni di flusso ben definite. Queste ultime includono il flusso di taglio in un apparato a piatti paralleli traslatori e il flusso di Poiseuille in canali di diversa sezione trasversale. Una parte importante dell’attività del gruppo è rivolta alla microfluidica e alle tecnologie lab-on-chip per studiare fluidi complessi che scorrono in reti di microcanali. Oltre ai vantaggi di richiedere piccoli volumi di campione e di presentare basse resistenze al trasporto, queste tecnologie possono riprodurre la geometria del flusso nella microcircolazione sanguigna, che è un esempio di sistema microfluidico ante litteram presente in natura.