Dans la recherche scientifique moderne, l'utilisation d'instruments avancés peut faire toute la différence pour la réussite des projets. Le département d'ingénierie de l'université de Messine a renforcé ses capacités avec l'EMA 502 et l'analyse CHNS/O, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités dans des domaines tels que le développement de capteurs, l'étude des déchets agricoles et de la biomasse, l'analyse des hydrocarbures et la détermination du pouvoir calorifique inférieur.
Le département d'ingénierie de l'université de Messine est un pôle multidisciplinaire qui englobe des domaines allant de l'ingénierie industrielle à l'électronique informatique et au génie civil. Un aspect clé de la recherche concerne l'analyse chimique des matériaux organiques, en particulier dans les projets axés sur la recherche en science des matériaux pour le développement de capteurs, la valorisation des déchets agricoles et l'étude de la biomasse.
Un domaine de recherche particulièrement pertinent à l'université de Messine est la transformation des déchets, tels que les pelures d'orange, les résidus de brasserie et les algues, en hydrochar, un matériau riche en carbone aux applications multiples. L'université utilise un processus de pyrolyse innovant appelé carbonisation hydrothermale, qui simule la formation naturelle de combustibles fossiles en carbonisant la biomasse à des températures beaucoup plus basses (200-300 °C) que la pyrolyse traditionnelle (qui peut atteindre jusqu'à 1200 °C). Ce procédé est particulièrement avantageux car il permet de travailler avec de la biomasse humide, éliminant ainsi la nécessité d'un processus de séchage coûteux.
L'équipe de recherche se concentre principalement sur deux produits de ce processus : une phase solide et une phase liquide riche en composés organiques. L'hydrochar solide a montré un potentiel extraordinaire, à la fois comme charbon actif pour l'adsorption des polluants (par exemple, l'élimination des colorants et des composés azotés des eaux usées) et dans l'agriculture comme engrais durable à base de carbone qui peut améliorer la qualité du sol en réduisant les déchets.
La phase liquide, riche en composés organiques, présente également un grand intérêt. Ses applications potentielles vont de la production de biocarburants à l'extraction de composés pouvant être utilisés dans les industries cosmétiques et pharmaceutiques. Les recherches menées par l'université de Messine mettent également en évidence le potentiel de ce sous-produit liquide pour améliorer la croissance des cultures, comme l'ont démontré leurs expériences sur les haricots, qui ont enregistré des taux de croissance supérieurs à ceux des plantes non traitées.
Grâce à cette recherche, l'université de Messine ne développe pas seulement des technologies innovantes pour la transformation durable des déchets en ressources, mais approfondit également les connaissances scientifiques sur les nanomatériaux à base de carbone. Les travaux sur l'hydrochar ont conduit au développement de capteurs avancés pour la détection de composés chimiques tels que la dopamine et les oxydes d'azote (NOx), avec des applications dans les domaines de la santé et de la surveillance de l'environnement. En intégrant ces nanomatériaux dans les technologies des capteurs, ils ouvrent la voie à des solutions plus efficaces et plus respectueuses de l'environnement dans diverses industries.
Réduire les temps d'attente pour améliorer l'efficacité de l'équipe de recherche
L'un des principaux obstacles pour le département était la dépendance à l'égard de laboratoires externes pour les analyses CHNS. L'externalisation de l'analyse élémentaire était non seulement coûteuse, mais les longs délais d'attente empêchaient souvent de respecter les échéances des projets, ce qui ralentissait le processus de recherche.
En outre, les résultats des laboratoires externes variaient parfois, entraînant des divergences qui affectaient la fiabilité globale des résultats obtenus. Ce manque de contrôle sur une partie cruciale de la recherche a empêché les chercheurs de mener des expériences rapides et de publier leurs travaux en temps voulu.
Sans la capacité d'effectuer des analyses CHNS/O en interne, le département ne disposait pas des outils nécessaires pour répondre aux besoins croissants de la recherche dans des domaines émergents tels que l'analyse de l'hydrochar et le développement de matériaux à base de carbone pour les technologies des capteurs.
« La possibilité d'effectuer des analyses CHNS/O en interne est devenue essentielle pour notre travail », déclarent Claudia Espro, professeur associé, et le Dr Viviana Bressi, chercheur postdoctoral. « Confronté au défi de devoir faire appel à des laboratoires externes, notre département a choisi l'analyseur EMA 502 CHNS/O de VELP, élargissant ainsi considérablement son potentiel de recherche, grâce à sa capacité à déterminer le carbone, l'hydrogène, l'azote, le soufre et l'oxygène dans les composés organiques. »
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Développer les capacités d'analyse en internalisant l'analyse CHNS/O
Pour optimiser le processus de recherche, l'université de Messine a adopté l'analyseur élémentaire CHNS/O EMA 502. Cet instrument polyvalent offrait la solution idéale aux besoins du département, permettant des analyses CHNS/O en interne avec une grande précision et une grande fiabilité.
Dans ce contexte, l'EMA 502 permet à l'équipe de recherche d'analyser les produits solides et liquides issus du processus de carbonisation. L'analyseur fournit des mesures détaillées du carbone et de l'hydrogène dans l'hydrochar, qui sont essentielles pour évaluer son pouvoir calorifique. De même, l'analyse de l'azote permet de déterminer son aptitude à servir d'engrais ou de biocarburant. En effet, la teneur en azote est cruciale pour évaluer le potentiel de l'hydrochar en tant qu'amendement des sols, tandis que la présence de composés organiques dans la phase liquide laisse entrevoir des applications dans la production d'énergie et la catalyse.
La précision et la reproductibilité de l'analyseur ont représenté une véritable percée pour le département :
- Les chercheurs n'ont plus à s'inquiéter des longs délais d'attente des résultats ou des incohérences de données dues à l'externalisation, car l'EMA 502 garantit des résultats rapides et fiables en interne.
- L'interface logicielle intuitive a facilité l'intégration dans les flux de travail de la recherche.
- La possibilité d'effectuer des analyses automatisées et d'archiver numériquement les résultats a également amélioré la collaboration entre les différentes équipes et les différents projets.
- Grâce à la plateforme cloud Ermes de VELP, le département d'ingénierie peut bénéficier d'une surveillance et d'un contrôle à distance de l'instrument, ainsi que d'une assistance et d'une maintenance opportunes fournies directement par le service technique de VELP, garantissant un dépannage rapide et minimisant les temps d'arrêt.
« L'introduction de l'analyseur élémentaire EMA 502 CHNS/O au département d'ingénierie de l'université de Messine a marqué un grand pas en avant pour nos capacités de recherche. L'adoption de l'analyse CHNS/O en interne a permis au département de relever des défis de longue date liés au coût, au temps et à la fiabilité des données obtenues dans des laboratoires tiers. Cela a élargi les possibilités d'explorer de nouveaux domaines de recherche, tels que les nanomatériaux et l'étude de l'hydrochar.
Professeur Claudia Espro - Professeur associé, Département d'ingénierie
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Pour en savoir plus sur les recherches et les applications de l'EMA 502 par le département d'ingénierie de l'Université de Messine, vous pouvez consulter leurs publications scientifiques ici.
La précision, la fiabilité et la fonctionnalité tout-en-un de l'EMA 502 se sont avérées déterminantes pour améliorer la qualité et l'efficacité des recherches du département. Cette étude de cas démontre l'importance d'investir dans des outils analytiques avancés qui permettent aux organisations de contrôler leurs données, d'améliorer les résultats de la recherche et de promouvoir l'innovation dans plusieurs disciplines.
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