Questo progetto di ricerca fa parte delle strategie di ricerca e innovazione per la specializzazione intelligente (RIS 3) della regione della Bassa Normandia e più in particolare nel campo dei materiali sostenibili e intelligenti, che rappresenta una delle 5 aree selezionate dalla regione della Bassa Normandia in consultazione con gli attori economici locali. I progetti FAST-MIR e THERMOS sono alla base di questa richiesta più precisamente nella sottoarea di specializzazione "Advanced Materials Engineering and Design, che è una delle 13 sottoaree individuate a seguito di consultazioni tra attori economici locali, rappresentanti di ricerca, aziende e istituzioni. Il progetto FAST-MIR mira a sviluppare materiali laser innovativi per sorgenti laser ad impulsi ultra-brevi operanti nel mezzo infrarosso, un campo di lunghezze d'onda ancora inesplorate, ma con un elevato potenziale applicativo. I materiali laser in questione emettono circa 2 m, dominio spettrale, in cui si trovano bande di assorbimento dell'acqua e finestre di trasmissione atmosferica e che possono quindi avere applicazioni nella lavorazione dei materiali morbidi, nella metrologia laser, nelle comunicazioni nello spazio libero o in chirurgia e terapia laser. La realizzazione di sorgenti laser che emettono direttamente nella regione circa 2 m può essere effettuata con materiali drogati da ioni di tulio (Tm) e olmio (Ho) particolarmente attraenti per la loro elevata efficienza e le ampie bande di guadagno intorno ai 2 m. Questi ioni già studiati in diverse matrici di cristallo e in fibre hanno portato a laser commerciali funzionanti in continuo o Q-switch con potenze fino a kW e fasci di ottima qualità al limite di diffrazione. L'interesse per questi ioni ora riguarda il loro funzionamento sotto impulsi ultra-corti. Il potenziale di tali sorgenti femtosecondi, circa 2 m, è davvero molto grande. Oltre al fatto che si tratta di un settore di sicurezza degli occhi, l'elevato assorbimento di acqua in questo campo di lunghezza d'onda rende queste fonti molto attraente per una serie di applicazioni mediche, soprattutto in chirurgia. Inoltre, l'assorbimento selettivo da parte di alcune molecole (H2O, CO2, N2O,..) apre prospettive per lo studio dell'atmosfera utilizzando tecniche di tipo LIDAR. Inoltre, i laser ultraveloci che emettono a 2 m sono molto ambiti per il pompaggio di OPO che emettono nel IR medio, nella gamma 3 m — 12 m, per la generazione di supercontinum nell'IR, la realizzazione di sorgenti THz e spettroscopia molecolare. Infine, ci sono molte altre possibilità per queste nuove sorgenti laser, come la generazione di radiazioni XUV o la produzione di pettini di frequenza nel MIR per la metrologia. Il progetto THERMOS riguarda la sintesi e la caratterizzazione fisico-chimica di nuovi materiali termoelettrici ibridi da utilizzare in un intervallo di temperatura che va dall'ambiente ai 200ºC. I materiali sintetizzati mirano a sostituire il tellururo bismuto (Bi2Te3), che è l'unico materiale utilizzabile in questo intervallo di temperatura, ma ha lo svantaggio di avere elementi rari, costosi e tossici. Grazie alla loro natura chimica, i materiali ibridi sono particolarmente adatti per applicazioni a bassa temperatura. La strategia utilizzata per sviluppare questo progetto consisterà nell'intercalare molecole organiche, isolanti o conduttive in fogli inorganici di tipo MS2 (M=W, Mo, Ti) al fine di combinare alta conducibilità elettrica e bassa conducibilità termica.
