I lab-on-chip sono microsistemi integrati che permettono di realizzare diverse analisi chimiche o fisiche, che tipicamente richiedono l’uso di un intero laboratorio, direttamente in un singolo chip di dimensioni millimetriche.
Il laser a femtosecondi viene utilizzato come una penna per disegnare all’interno del singolo chip di vetro la rete di canali e di guide d’onda necessarie al trasporto dei campioni da analizzare e allo sfruttamento di fluidi e radiazione ottica necessari per effettuare le analisi stesse. Quando un impulso laser ultrabreve viene focalizzato all’interno di un materiale trasparente, nel punto di fuoco vengono innescati meccanismi di assorbimento nonlineare che modificano il materiale stesso. Muovendo il campione rispetto al fuoco è quindi possibile produrre modifiche nel materaiale secondo la geometria tridimensionale desiderata. A seconda delle modifiche apportate, e a seguito di un attacco chimico, si possono ottenere sia canali microfluidici (per il trasporto dei fluidi) che guide d’onda (per il trasporto della luce) .

Durante l’attività di tesi lo studente verrà coinvolto in tutte le fasi di realizzazione del dispositivo lab-on-chip, ovvero dalla progettazione della rete ottica e fluidica, alla fabbricazione tramite laser al femtosecondo, fino alla validazione del dispositivo. I campi applicativi attualmente in esame nei nostri laboratori spaziano dalla microscopia ottica tridimensionale, alla manipolazione ottica di singole cellule fino alla generazione di armoniche di ordine elevato per imaging molecolare.