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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI
DEL SANNIO   Benevento
 

Marco Consales

Attività di ricerca

Parole chiave: 
fiber optic sensors
optoelectronics and photonics
Lab-on-fiber devices
chemical and biological sensing
Argomenti di ricerca: 

M.C. partecipa da oltre 15 anni (dal 2003) alle attività di ricerca del gruppo di Optoelettronica del Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi del Sannio.

Il core business del gruppo da anni riguarda lo sviluppo di dispositivi e sistemi elettronici ed optoelettronici, principalmente basati sulla tecnologie delle fibre ottiche, per applicazioni al sensing ed alle telecomunicazioni, incluso lo sviluppo di sistemi di demodulazione per l'interrogazione di reti di sensori (sia per misure statiche che dinamiche), ed ha sviluppato negli anni, in collaborazione con numerosi gruppi di ricerca provenienti da Università o Enti di Ricerca nazionali e internazionali, tecnologie all'avanguardia per numerose aziende/enti operanti nel settore della sicurezza, della fisica delle alte energie, del biomedicale, dell'agroalimentare, della scienza della vita etc...

In circa 20 anni di attività il gruppo, in collaborazione con numerosi partner pubblici e privati, ha maturato una significativa esperienza in applicazioni di ricerca industriale. Basti pensare infatti, a solo titolo di esempio, alle nuove applicazioni in ambito nucleare o della fisica delle alte energie, volte allo sviluppo di sensoristica in fibra ottica innovativa per il monitoraggio di importanti parametri, quali temperatura, umidità relativa, deformazioni statiche e dinamiche, in ambienti radioattivi e/o al monitoraggio in ambienti radioattivi attualmente in fase di sperimentazione nei laboratori del CERN di Ginevra. O ancora alle applicazioni nel campo del monitoraggio acustico subacqueo che ha visto coinvolti il gruppo di Elettronica ed Optoelettronica e la WASS Whitehead Alenia Sistemi Subacquei (società del gruppo Finmeccanica).

Inoltre, grazie alle competenze acquisite in circa 20 anni di ricerca di eccellenza su dispositivi nanofotonici e sistemi integrati in fibra ottica per applicazioni che spaziano dalla biomedicina all'agroalimentare, dalla fisica delle alte energie alla sicurezza, dai trasporti all'aerospazio, il gruppo di Optoelettronica e Nanofotonica dell'Università degli Studi del Sannio è da considerarsi tra i pionieri a livello internazionale nello sviluppo di piattaforme tecnologiche nano-bio-fotoniche innovative basate sulla tecnologia "Lab On Fiber" ([M Consales et al., "Lab-on-fiber technology: Toward multifunctional optical nanoprobes", (2012) ACS Nano, 6 (4), pp. 3163-3170], [A. Cusano, M. Consales, A. Crescitelli, and A. Ricciardi, Lab-on-Fiber Technology, Springer Series in Surface Sciences, 2015, vol. 56, ISBN 978-3-319-06998-2)].

In particolare, il gruppo ha recentemente sviluppato e messo a punto degli innovativi biosensori in fibra ottica per la detection di bio-marcatori di patologie tumorali (cancro differenziato della tiroide), caratterizzati da limiti di rilevabilità confrontabili (se non addirittura migliori) di quelli forniti dalle tecniche analitiche attualmente utilizzate (<1 ng/ml) [M. Consales et al., "Long period fiber grating nano-optrode for cancer biomarker detection", (2016) Biosensors and Bioelectronics, 80, pp. 590-600].

L’attività di ricerca di M.C. è principalmente incentrata nell’area dell’optoelettronica e della fotonica per applicazioni al sensing fisico, chimico e biologico, e finalizzata allo sviluppo di dispositivi e sensori in fibra ottica innovativi, con particolare interesse nel campo dei dispositivi basati sulla tecnologia “Lab-on-Fiber”.

In particolare, le sue principali tematiche di interesse negli ultimi anni hanno riguardato:

- la ricerca e lo sviluppo di dispositivi innovativi in fibra ottica (denominati "Optical Fiber meta-tip "OFMTs"), basati sull'integrazione di metasuperfici plasmoniche sulla punta di una fibra ottica;

- la ricerca e lo sviluppo di probe in fibra ottica ad elevata sensibilità per la detection di sostanze chimiche in soluzioni liquide, mediante misure di fluorescenza;

- la ricerca e lo sviluppo di dispositivi optoelettronici innovativi, basati sulla tecnologia “Lab-on-Fiber”, realizzati sulla terminazione di fibre ottiche standard per applicazioni biologiche e biomedicali.

- la ricerca e lo sviluppo di sensori biologici in fibra ottica, basati su reticoli a passo lungo operanti in riflessione, per la rilevazione di batteri resistenti agli antibiotici.

- la ricerca e lo sviluppo, in collaborazione con il CERN di Ginevra, di sensori in fibra ottica innovativi per il monitoraggio di parametri fisico-chimici, anche a temperature criogeniche, da utilizzare nell’ambito della fisica delle alte energie.

- la ricerca e lo sviluppo di sistemi di sensori in fibra ottica, da installare sul carrello di atterraggio di un velivolo, per la rilevazione in continua ed in tempo reale del suo peso e baricentro istantaneo.

- la ricerca e lo sviluppo di sistemi di sensori in fibra ottica per la misura di temperatura e contenuto d’acqua nel suolo, finalizzata al risparmio irriguo.