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Descrizione
commessa
Sistemi molecolari e prodotti funzionali


Tematiche di ricerca:
Nell'ambito della sintesi metallorganica di complessi impiegabili in processi catalitici o adatti come precursori molecolari per prodotti funzionali, le ricerche riguardano: i) complessi di metalli di transizione (neutri e ionici, contenenti leganti isonitrili, carbonili, alchini, diazoalcani e carbenici) in reazioni di formazione di nuovi legami chimici; ii) sistemi molecolari quali derivati fosfazenici funzionalizzati con gruppi in grado di coordinare metalli di transizione; iii) preparazione di composti organici e inorganici atti alla funzionalizzazione di superfici, con particolare attenzione alla preparazione di nanoparticelle di silice funzionalizzate. vengono inoltre studiae la sintesi, la caratterizzazione e l'applicazione di composti perfluorurati e/o parzialmente fluorurati quali costituenti di sistemi supramolecolari, anche di tipo metallorganico.
Obiettivi:
gli obiettivi si possono dividere in due tipologie. un primo approccio è relativo alla possibilità di comprendere appieno i meccanismi di reazione e quindi le condizioni di sintesi nei processi metallorganici di interesse.La rilevanza dell'approccio metallorganico si basa sulla possibilità di modulare la reattività di molecole organiche di varia complessità coordinate ad un centro metallico. A seconda della natura di quest'ultimo e dei leganti ancillari possono essere favoriti cammini di reazione che procedono attraverso intermedi di energia minore consentendo di indirizzare la reazione verso la formazione del prodotto desiderato. Caratterizzazioni mirate porteranno a definire le condizioni di sintesi ottimali. Obiettivo più ambizioso e più a lungo termine si riferisce allo sviluppo dei progetti di interesse collettivo sopra elencati nell'ambito dei quali si auspica di riuscire a raggiungere almeno in parte quanto atteso.
Stato dell'Arte:
Sono da tempo oggetto di studio la progettazione, la sintesi e la caratterizzazione spettroscopica di composti metallorganici attraverso la coordinazione di substrati organici insaturi e non (nitrili, isonitrili, alchini, olefine, monossido di carbonio, ilidi, etc) e la loro attivazione all'attacco da parte di nucleofili ed elettrofili. Ci si propone pertanto di proseguire in particolare lo studio della reattività di sistemi nitrilici di platino(II) e platino(IV) con nucleofili in vista dell'ottenimento di complessi con attività biologica maggiore o analoga al cisplatino. Sono inoltre oggetto di studio sistemi fluorurati anche di tipo metallorganico da utilizzare nell'assemblaggio di strutture supramolecolari. ampiamente studiata nel gruppo di ricerca è la chimica dei sistemi fosfazenici, attualmente dedicata in particolare alla attivazione e funzionalizzazione di superfici.
Potenziale Impiego:
per processi produttivi:
Sono in corso e saranno ulteriormente sviluppati accordi di ricerca con aziende private interessate alle competenze e ai prodotti che vengono studiati dal gruppo di ricerca. più in dettaglio: - vengono eseguiti spettri NMR al fine di confermare la struttura di prodotti fluorurati preparati da aziende chimiche del settore. Di qui competenza acquisita dal gruppo di ricerca verso la preparazione di composti fluorurati che possano avere applicazioni industriali nel settore dei tensioattivi e della modifica di proprietà superficiali - i sistemi fosfazenici sono progettati come compatibilizzanti di polimeri e additivi per polimeri e come modificatori di superfici - sono preparate nanoparticelle di silice funzionalizzate per la modifica di superfici e di materiali - le competenze analitiche vengono utilizzate per affrontare problemi relativi ad analisi ambientali che escono dalla metodologia routinaria
per risposte a bisogni individuali e collettivi:
sono stati presentati numerosi progetti di grande interesse collettivo fondati appunto sulle competenze e sulle collaborazioni instaurate dai componenti il gruppo di ricerca : -progetto per l'identificazione di marker tumorali in liquidi biologici con metodologie non invasive -progetto di studio metodologico e pratico per affrontare in modo sistematico il problema degli odori prodotti da impianti industriali e artigianali -progetto che propone l'utilizzo di materiali e approcci innovativi per migliorare le proprietà e il comportamento al fuoco del legno e' in atto un progetto che vuole studiare l'utilizzo ottimale di osssido di titanio nanodisperso in edilizia al fine di ridurre l'inquinamento indoor e outdoor.
Competenze, strumentazione, tecniche di indagine e tecnologie :
Competenze (conoscenze possedute dai partecipanti alla commessa rilevanti ai fini del suo svolgimento):
i componenti il gruppo di ricerca hanno da tempo acquisito competenze nei seguenti settori, come dimostrato dalla ampia produzione scientifica : - sintesi chimica di composti metallorganici anche in condizioni di atmosfera inerte - sintesi di composti organici - sintesi di composti inorganici. - caratterizzazione di composti in soluzione mediante tecniche spettroscopiche (UV, FTIR) - utilizzazione delle moderne tecniche di risonanza magnetica nucleare alla caratterizzazione e allo studio del compoprtamento in soluzione di sistemi chimici sintetizzati - analisi di miscele via GC/MS l'interesse per la sintesi e lo studio delle proprietà dei materiali ibridi ha consentito di ampliare la sfera delle metodologie di sintesi anche ai materiali in stato solido mediante l'uso di tecniche NMR in stato solido e di tecniche NMR nel dominio del tempo. Di recente infatti molta attenzione è stata dedicata allo studio del comportamento e alla caratterizzazione dell'acqua nei sistemi porosi. Si è inoltre messa a punto una metodolgia sintetica caratterizzata da elevata riproducibilità atta a preparare materiali fillosilicati organo-modificati per preparare nanocompositi.
Strumentazione (dispositivi, apparecchiature o impianti utilizzati per lo svolgimento delle attività):
Il gruppo di ricerca CNR ha potuto in passato dotarsi di una strumentazione adatta allo sviluppo delle tematiche di ricerca descritte. in particolra sono attivi presso la sede : - attrezzatura da laboratorio nrcrssaria alla sintesi in condizioni di atmosfera inerte - FT IR dotati anche di accessori HATR e riflettanza diffusa - termogravimetrie TGA, DSC e DMTA - NMR in alta risoluzione 200 MHz e in stato solido - GC/MS - UV/VIS anche in stato solido altri strumenti sono invece accessibili : - spettrometri di massa ESI - strumenti NMR alta risoluzione 400MHz e 600 MHz - SEM e ESEM - spettrofotometri a raggi X per cristallo singolo e a basso angolo
Tecniche d'indagine (metodologie per la comprensione di fenomeni o strutture attraverso l'impiego combinato di competenze e strumentazione):
Il gruppo di ricerca si avvale della strumentazione in suo possesso soprattutto per la preliminare caratterizzazione dei composti preparati, in particolare vengono utilizzate -tecniche spettroscopiche -tecniche di risonanza magnetica nucleare multinucleare e multidimensionale -risonanza magnetica in stato solido -analisi GC/MS -analisi termiche L'introduzione di nuove tematiche di ricerca e il sempre maggior allargamento degli interesse verso i sistemi solidi ha portato necessariamente all'intensificazione delle collaborazioni con gruppi di ricerca dotati della strumentazione più specifica per particolari caratterizzazioni, quali ad esempio le microscopie elettroniche e le tecniche a raggi X.
Tecnologie (Metodologie di modellazione o di intervento su oggetti e sistemi):
 
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