Le Infrastrutture

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Strumentazioni attualmente in dotazione ai Gruppi di ricerca coinvolti nel Progetto AMIS

Catalisi per l’Energia
•    Diffrattometro a raggi X per polveri
•    Termobilancia e calorimetro differenziale a scansione
•    Gascromatografo e Cromatografo ionico
•    Dinamometro per tests meccanici di tipo sforzo – deformazione con camera climatica
•    Analizzatori di impedenza per misure di conducibilità elelttrica su solidi
•    Sonda a stato solido per NMR 400
•    Spttrometro ICP
•    Apparecchiatura per l’adsorbimento fisico e il chemisorbimento dei gas

Fotochimica e Fotofisica – Materiali Nanostrutturati
•    Spettrofotometri UV_VIS in luce trasmessa (AgilentDiode Array 8454; Perkin Elmer Lambda800; Carry 200)
•    Spettrofotometro UV_VIS in luce riflessa (Carry 4000)
•    Fluorimetri UV-VIS (Spex-Fluorolog; Spex-Fluoromax)
•    Single Photon Counting setup
•    Microscopio Confocale in fluorescenza (Nikon PCM2000, con eccitazione laser a 488 e 543 nm) dotato di acquisizione tempi di vita di fluorescenza (FLIM – Picoquant, con eccitazione laser a 400 nm)
•    Microscopio a forza atomica (NTMDT- Solver-Pro)
•    Microscopio Elettronico a Scansione Field Emission (LEO 1525 - ZEISS con colonna GEMINI) equipaggiato con EDX (BRUKER)
•    DiodeArray-HPLC (Waters)
•    Laser Flash photolysis setup (SpectraPHysics and home-aasembled)
•    Ultrafast-spectroscopy setup: sistema integrato per misure di assorbimento transiente e fluorescenza up-convertita unico con risoluzione al femtosecondo. In tale sistema gli impulsi laser di eccitatazione (ca. 40 fs, λexc. = 266, 400 and 800 nm) sono generati ed amplificati mediante un sistema laser Ti:sapphire (SpectraPhysics). Il setup per l’acquisizione del segnale di assorbimento transiente (Helios, Ultrafast Systems) ha una risoluzione temporale di ca. 150 fs ed una risoluzione spettrale of 1.5 nm tra 475− 750 nm. Il setup per l’up-conversione della fluorescenza (Halcyone, Ultrafast Systems), ha una risoluzione temporale di ca. 250 fs ed una risoluzione spettrale of 5.0 nm

Spectroscopia Molecolare
•    FTIR Spectrometer Bruker MOD. Tensor 27
•    FTIR Spectrometer Bruker MOD. Alpha with Platinum ATR single reflection diamond ATR module
•    Raman setup equipped with an ISA Jobin-Yvon model U1000 double monochromator and a Coherent Innova 90 Ar+ laser.
•    MicroRaman setup using the 632 nm line of a Melles-Griot25LHP925 He-Ne laser or the 532 nm line of an Oxxiuss solid state laser, an Olympus BX40 microscope and a iHR320 TRIAX Imaging Spectrometer from HORIBA Jobin-Yvon coupled to a liquid-nitrogen CCD, JobinYvon mod. Spectrum One.

Green SOC
•    Analizzatore elementare Fisher Instrument CHN; 2 HPLC Agilent 1100 series equipaggiati con detector a diodo
•    Agilent HP 6890 Series GC system/5973 Mass Selective Detector
•    N.4 GC Agilent 6890 e 6850; Perkin-Elmer RXI FT-IR
•    UV-vis spectrophotometer Shimadzu 2401PG
•    Agilent Agilent Microwave Plasma Atomic Emission Spectrometers MPAES4210

Cheminformatica e Modellisticamolecolare
•    Calcolatori e server di ultima generazione
•    Piattaforme software necessarie per lo sviluppo di nuovi algoritmi e procedure computazionali complesse
•    Laboratorio di LC/MS equipaggiato con due strumenti LC/MS di ultima generazione (alta risoluzione) e di altri strumenti a loro collegati (robot heppendorf, Centrifuga, Prot. Scan ..)

Chimica Ambietale e dei Beni Culturali
•    Strumentazione portatile o da pannello installata presso i siti di misura remoti in Artico e sui Martani (2 monitor di ozono, 2 monitor di Black Carbon, 4 contatori ottici laser di particelle, 1 gondola strumentale per uso con pallone aerosotatico frenato dotata di microcomputer Raspberry e sensori meteo)
•    Strumentazione analitica di laboratorio:
•    ICP-AES (Ultima 2000 JY) con nebulizzatore a ultrasuoni, un cromatografo ionico di ultima generazione DX2100 (Dionex) con generatore automatico di eluente, un forno a microonde (MARS)
•    GC-MS a trappola ionica (Varian)
•    GC-FID (Varian).
•    Camera di risospensione per polvere ed aerosol
•    Set di attrezzature analitiche portatili (prototipi) per misure in-situ (misure di riflettanza, fluorescenza e tempi di vita su superfici, Micro Raman a fibre ottiche portatile, Camera iperspettrale VIS-NIR SurfaceOptics SOC710, FT-IR Jasco VIR 9500 con fibre ottiche, FT-NIR Jasco VIR 9600 con fibre ottiche, Profilometro NMR-Mouse Bruker, Colorimetro Konica-Minolta CM700d, Sistema AFM ShaefernanoSurf, Video Microscopio a fibre ottiche Fort PV100) e strumentazioni di laboratorio (Micro RamanJasco NRS 3100, Micro FT-IR Jasco FTIR 4100, UV-VIS-NIR Jasco V570,  Cary VarianEclipse, GC-MS Agilent)

Dinamica dei Processi Chimici Elementari
•    Una apparecchiatura a singolo fascio molecolare per la misura delle forze di interazione di natura non covalente che guidano le collisioni tra atomi e/o molecole ad energie termiche. Le parti essenziali sono costituite da cinque camere da vuoto a pompaggio differenziale, da pompe meccaniche, a diffusione e di tipo turbo molecolare disposte in serie, da strumenti per il controllo del vuoto, da uno spettrometro di massa a quadrupolo accoppiato con un sistema di acquisizione dati, da un selettore magnetico  di stato quantico di tipo Stern-Gerlach in configurazione Rabi e da una camera di collisione attaccata ad un criostato
•    Una apparecchiatura a “fasci molecolari incrociati” con rivelatore rotante a spettrometro di massa a quadrupolo e sistema di tempo di volo, per lo studio della dinamica di reazioni chimiche elementari, sia semplici che complesse. Le parti principali dell’apparecchiatura sono: una grande camera da alto-vuoto dove avviene la collisione dei fasci; due camere da alto-vuoto delle sorgenti dei fasci atomici/radicalici/molecolari; una camera da ultra-alto-vuoto, rotante, a triplo pompaggio differenziale contenente il rivelatore a spettrometro di massa a quadrupolo;nove pompe meccaniche; quattro pompe a diffusione; quattro pompe turbomolecolari; due crio-pompe a circuito chiuso di elio; strumenti di controllo del vuoto (basso-, alto- e ultra-alto-vuoto); un elaborato sistema di acquisizione dati basato su due computer per il controllo degli esperimenti,con misure in tempo reale delle velocità di atomi e molecole; spettrometro di massa a quadrupolo preceduto da uno ionizzatore con elettroni ad energia tunabile
•    Una apparecchiatura a fascio molecolare e fascio laser incrociati per la caratterizzazione di fasci di atomi e radicali mediante tecniche spettroscopiche laser [Laser-Induced-Fluorescence (LIF) e Resonant-Enhanced-Multi-Photon-Ionization (REMPI)]. Le parti principali dell’apparecchiatura sono: due camere da alto vuoto, una pompa a diffusione, due pompe turbomolecolari, quattro pompe meccaniche, un fototubo per rivelazione LIF, un sistema REMPI-TOF (time-of-flight), un laser a Nd-YAG, un dye-laser, elettronica di controllo e acquisizione dati
•    Macchinario prototipo ProGeo 20 kW per l’accumulo di energia elettrica mediante produzione di metano sintetico combustibile, tramite conversione catalitica dei fumi di scarico di biossido di carbonio utilizzando energie rinnovabili. Installato e funzionante presso il Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale – Università di Perugia in un progetto interdipartimentale DCBB-DICA)

Le apparecchiature sono state progettate ed assemblate in loco utilizzando parti meccaniche ed elettroniche realizzate su disegno originale e parti (pompe e componenti elettronici) commerciali.

Chimica Teorica e Computazionale
Le infrastrutture di calcolo sono condivise con la Sezione di Perugia dell’Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari del CNR, che è ospitato presso il DCBB. Il Centro di Calcolo è organizzato in clusters di nodi computazionali omogenei situati in una sala macchine condizionata, governati da un sistema operativo POSIX (Linux), messi a disposizione attraverso il sistema batch Torque/MAUI e alimentati attraverso un gruppo di continuità da 40 KW che permette lunga persistenza in vita. La griglia computazionale può essere sintetizzata come segue:

•    892 CPU “cores” con 5.25 TB RAM e una capacità computazionale di 6.2 Tflops
•    4 GPU “cores” con12 GB RAM e una capacità computazionale di 2 Tflops  
•    78TB di spazio disco

Il sistema è completato da un data center virtualizzato e protetto di 12 TB.

Dotazioni dipartimentali
•    sistema centralizzato di gas
•    sistema centralizzato di azoto liquido
•    sistema centralizzato di smaltimento residui