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Previsione AttivitÓ
Commessa
Componenti molecolari, supramolecolari o macromolecolari con proprietÓ fotoniche ed optoelettroniche


  anni:  2006   2007   2008   2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015 

Previsione attivitÓ anno 2015

AttivitÓ da svolgere:
Progettazione e sintesi di sistemi molecolari per la preparazione di dispositivi e di materiali funzionali e multifunzionali nanostrutturati per fotonica e optoelettronica. In particolare le attivitÓ che si vogliono studiare riguardano: a) progettazione e sintesi di composti organici, organometallici e di coordinazione e studio delle loro proprietÓ optoelettroniche; loro aggancio a superfici solide e/o a polimeri organici e inorganici e studio delle proprietÓ dei materiali ottenuti; b) sintesi di complessi altamente luminescenti di ioni lantanoidei e studio delle proprietÓ di foto o elettroemissione di luce. Questi complessi verranno funzionalizzati con gruppi reattivi appropriati per un loro aggancio a proteine o macromolecole di interesse biologico in modo da avere delle sonde diagnostiche luminescenti. Gli stessi complessi verranno coniugati con l'acido folico in modo da essere veicolati selettivamente sulle cellule tumorali che presentano sulla membrana i recettori folato sovraespressi e facilmente raggiungibili. I coniugati con l'acido folico presentano inoltre la caratteristica di attraversare la membrana cellulare mediante un processo di endocitosi mediata dal recettore e le molecole attive vengono rilasciate nel citoplasma cellulare. Verranno inoltre progettati e sintetizzati nuovi complessi luminescenti di disprosio e di itterbio e verranno studiate le loro proprietÓ come "single molecule magnet"; c) si intendono progettare e sintetizzare nuovi composti a base fluorenica e spirobifluorenica attraverso l'introduzione di gruppi sostituenti diversi allo scopo di ottenere il riconoscimento selettivo degli ioni con un'elevata sensibilitÓ. Dal punto di vista applicativo si intende ottimizzare la preparazione di film sottili di molecole organiche elettrochemiluminescenti supportati su elettrodo di ITO per studiarne le proprietÓ emissive ed elettriche; d) in campo fotovoltaico ci si propone di sintetizzare derivati fluorenici e spirociclopentaditiofenici (SCPDT) stabili, dotati di elevata capacitÓ di assorbimento della luce solare, con caratteristiche elettroniche ed elettrochimiche adatte per ottenere elevati valori di differenza di potenziale e densitÓ di corrente di cella; in particolare, sfruttando le conoscenze acquisite verranno sintetizzati nuovi derivati monometrici SCPDT da utilizzare per generare, mediante elettropolimerizzazione, nuovi materiali conduttori o dotati di proprietÓ elettrocromiche. E' prevista inoltre la sintesi di analoghi SCPDT del hole transporter a base fluorenica spiro-MeOTAD da utilizzarsi in celle DSSC stato solido. E' prevista la sintesi di una serie di derivati spirociclopentaditiofenici recanti residui alchiltiofenici e dicianovinilenici allo scopo di verificare la possibilitÓ di impiegare l'anello tiofenico come unitÓ dimerizzabile in condizioni controllate di passaggio di corrente. Le caratteristiche degli elettropolimeri cosý ottenuti saranno investigate al fine di un loro utilizzo in celle fotovoltaiche. VerrÓ infine sintetizzata una terza serie di monomeri spirociclopentaditiofenici caratterizzati dalla presenza di una medesima unitÓ dimerizzabile, scelta, sulla base dei risultati sperimentali, tra quelle trifenilamminiche e alchiltiofeniche giÓ investigate, e da diverse unitÓ accettrici, diverse da quella dicianovinilenica. VerrÓ portata a termine la sintesi di coloranti altamente fluorurati di struttura generale A-└-D-└-A (A = gruppo elettron-accettore; D = gruppo elettron-donatore; └= sistema coniugato esteso) caratterizzati da due rigide unitÓ fluoreniche connesse tramite un atomo di azoto appartenente ad un donatore arilamminico. Queste molecule a struttura ramificata sono state progettate specificamente per la fotosensibilizzazione di elettrodi di TiO2 di celle DSSC; e) progettazione, sintesi e caratterizzazione strutturale di componenti molecolari (coloranti organici fotoattivi e catalizzatori metallo-organici) per la preparazione di materiali ibridi organico/inorganico da impiegare come fotocatalizzatori per la produzione di idrogeno solare; in particolare ci proponiamo di progettare e sintetizzare coloranti organici di tipo "push-pull" costituiti da nuclei aromatici a struttura fluorenica o ciclopentaditiofenica modificata con l'introduzione di gruppi accettori e donatori di varia natura. Tali coloranti saranno depositati opportunamente sulla superficie di ossidi metallici (es. TiO2, ZnO, Fe2O3) per l'ottenimento di materiali da utilizzare come polveri nella produzione fotocatalitica di idrogeno o come fotoanodi per la produzione fotoelettrochimica di idrogeno ed ossigeno (fotodissociazione elettrochimica dell'acqua); f) progettazione e sintesi di cromofori organici a trasferimento di carica (CT) quadrupolari e multipolari; studio dei trasferimenti risonanti di energia (RET) in sistemi complessi di coppie donatore-accettore a geometria controllata.
Punti critici e azioni da svolgere:
Punti critici ed azioni da svolgere (max 5000): Il raggiungimento degli obiettivi Ŕ strettamente correlato alla entitÓ del finanziamento disponibile per la commessa che Ŕ necessario per implementare la strumentazione esistente e/o sostituire quella obsoleta con apparecchiature pi¨ moderne per la caratterizzazione chimica, strutturale e funzionale dei prodotti ottenuti. Non meno importante Ŕ la necessitÓ di acquisire nuovo personale a tempo determinato e/o indeterminato. Un'attenta programmazione del personale consente di mantenere ed eventualmente di potenziare le competenze e la produttivitÓ della commessa. La continua formazione di giovani ricercatori verso attivitÓ di ricerca altamente innovativa e su tematiche ritenute strategiche sia a livello nazionale che internazionale consentono al gruppo di mantenere una posizione di prestigio necessaria per concorrere all'assegnazione di finanziamenti sia nazionali che europei.
Risultati attesi nell'anno:
Queste ricerche dovrebbero portare, oltre che allo sviluppo di conoscenza scientifica di base, alla preparazione di nuovi dispositivi e/o materiali funzionali e multifunzionali nanostrutturati per applicazioni nei settori dell'energia, della sensoristica e della nanomedicina. Ottenimento di un buon numero di lavori scientifici su riviste internazionali qualificate nei settori di riferimento ed ampia attivitÓ di formazione per giovani ricercatori. Ampia divulgazione dei risultati nella comunitÓ scientifica mediante comunicazioni in congressi nazionali e internazionali. Possibile attivitÓ brevettuale nel campo dei materiali nanostrutturati capaci di emissione di luce sensibilizzata da cationi lantanoidei, nel campo delle sonde luminescenti ed elettrochemiluminescenti, dei materiali per applicazioni biologiche e di dispositivi elettroluminescenti.
Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate:
Partecipazione a progetti di ricerca sia nazionali che internazionali.
 
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