Descrizione

L'Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività (ISOF), operativo a decorrere dal 02 Gennaio 2002, è il risultato dell'accorpamento territoriale di due Istituti e due Centri del Consiglio Nazionale delle Ricerche derivante da una comunanza e da una complementarietà di obiettivi scientifici maturata e consolidata negli anni precedenti.
o L'Istituto dei Composti del Carbonio contenenti Eteroatomi e loro Applicazioni (ICoCEA) c/o Area della Ricerca CNR - Bologna
o L'Istituto di Fotochimica e Radiazioni d'Alta Energia (FRAE) c/o Area della Ricerca CNR - Bologna;
o Il Centro di Studio per la Fisica delle Macromolecole (CSFM) presso il Dipartimento di Chimica "G. Ciamician", dell' Università di Bologna;
o Il Centro di Studio su Fotoreattività e Catalisi (CSFC) presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Ferrara
Il nucleo principale dell'Istituto è situato presso l'Area della Ricerca di Bologna in due edifici (ed. 4 e 12) già sede dei due Istituti (FRAE ed ICoCEA).
Al momento della costituzione di ISOF oltre alla sezione territorialmente distinta presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Ferrara vi erano tre altre strutture di ricerca, preesistenti all'accorpamento:
o Fossatone di Medicina (sede dell'Acceleratore Lineare - LINAC);
o Legnaro, Padova presso INFN-Laboratori Nazionali1;
o Dipartimento di Chimica "G. Ciamician" dell'Università di Bologna.
Gruppi di ricerca preesistenti, di consolidata esperienza in chimica organica, organometallica, chimica teorica e chimica-fisica, sono stati riuniti in un unico Istituto allo scopo di realizzare una struttura di avanguardia in campo chimico, in grado di sviluppare ricerca e tecnologia e di operare efficacemente per il trasferimento delle conoscenze e per l'addestramento di giovani ricercatori all'interno dei settori scientifici riportati al punto 2.
1 Purtroppo al 31 dicembre 2006 l'unità funzionale presso INFN di Legnaro (PD) è stata chiusa per pensionamento delle ultime due unità di personale. Questo ha comportato un impoverimento della parte di Istituto che si occupa di Chimica delle Radiazioni e la conseguente perdita della memoria storica di una parte delle conoscenze in questo campo.


LINEE STRATEGICHE E CRITERI DI SVILUPPO PER LE ATTIVITA DI ISOF
Sviluppo delle conoscenze scientifiche di base e Sviluppo e valorizzazione delle attività.
Lo sviluppo continuo delle conoscenze scientifiche di base è condizione indispensabile per mantenere una posizione d'avanguardia nelle problematiche scientifiche e per essere competitivi a livello internazionale nei settori di attività:
o sintesi organica con tutte le sue implicazioni: metodologie sintetiche e prodotti;
o modelling predittivo;
o comprensione dei fenomeni che regolano il trasporto d'energia, movimenti indotti dalla luce in sistemi supramolecolari;
o studi dei meccanismi di funzionamento e di danneggiamento cellulare che avvengono con la formazione di radicali liberi

Sono questi i settori in cui sono possibili un maggior numero di collaborazioni con il mondo Accademico italiano (UniBO, UniFe, UniBA, UniMI, UniFi) ma anche con Universita' e Centri stranieri (CNRS, Institut de Science et d'Ingénierie Supramoléculaires (ISIS) - Strasbourg (Francia); e con altri Istituti della rete CNR.
I rapporti con il sistema universitario regionale sono più che consolidati, in particolare con il Dipartimento di Chimica "G. Ciamician", e con la Facoltà di Chimica Industriale dell'Università di Bologna e con il Dipartimento di Chimica dell'Università di Ferrara. Tali rapporti sono destinati a diventare ancora più stretti in futuro, a seguito della creazione del Polo Chimico dell'Università di Bologna nelle strette adiacenze dell'Area della Ricerca del CNR.

Lo sviluppo e valorizzazione dei risultati provenienti dalla realizzazione dei programmi e dei progetti di ricerca di ISOF procederà attraverso l'interazione con il sistema produttivo, con le università e le altre istituzioni di ricerca e con gli enti locali.
Sviluppo Sostenibile, Salute e Tecnologie Convergenti sono le aree dove ISOF è in grado di operare in accordo alle Linee Guida del Dipartimento Progettazione Molecolare.

Sviluppo Sostenibile
L'attività legata alla Sostenibilità riguarda ricerche che riducano l'impatto ambientale sviluppando metodi di sintesi o tecnologie alternative sostenibili.
E' in questo quadro che vanno inserite:
- green chemistry - uso di reagenti, solventi e condizioni di reazione a basso impatto ambientale; efficienza cioè risparmio energetico, recupero e riciclo di catalizzatori; minimizzazione dei wastes, impiego di materiali rinnovabili.
- Applicazione della tecnologia Electron Beam e dei processi di Ossidazione Avanzata alla depurazione delle acque inquinate, con l'obiettivo di renderne possibile la riutilizzazione nei cicli industriali di lavaggio, nell'orto-frutticultura, nella sanitizzazione dei reflui civili.
- Energia - Ricerche connesse alla interconversione di energia luminosa in altre forme di energia utilizzabile. La raccolta di energia luminosa mediante complesse architetture molecolari ed i processi relativi alle varie trasformazioni
Per green chemistry il punto di riferimento è l'industria chimica italiana nell'ambito dell'Accordo Quadro CNR-Federchimica.

Salute - Sviluppo di nuove molecole (naturali e sintetiche) e di nuovi materiali usando le competenze multidisciplinari anche nel campo dello sviluppo di tecnologie abilitanti (nanoscienze, biologia molecolare).

Drug discovery - Disegno e sintesi di nuove molecole con attività biologica.
Sintesi di composti biologicamente attivi attraverso elaborazione /funzionalizzazione di molecole di origine naturale in particolare nel campo degli antibiotici e degli antitumorali.
Uno dei metodi di scelta per la sintesi di composti dotati di attivita' biologica e' quello di funzionalizzare/rifunzionalizzare, attraverso semisintesi, molecole provenienti dal pool naturale e di cui si conoscano le proprieta' biologiche. L'obbiettivo primario e' quello di costruire librerie di derivati caratterizzati da diversita' molecolare allo scopo di arrivare a prodotti con proprieta' esaltate rispetto a quelle del prodotto di partenza naturale.
In questo campo possono esserci dei buoni contributi da parte di moderni metodi computazionali per razionalizzare e comprendere le relazioni struttura funzione in sistemi biologici.

Drug delivery mediata da nanoparticelle

Processi biorganici
- Proteomica - Le ricadute in questo campo sono testimoniate dallo Spin-Off Lipinutragen che opera nel campo della messa a punto e produzione di prodotti diagnostici e biotecnologici per applicazioni mediche e biochimiche e l'effettuazione di analisi e ricerche, nel campo della biologia, biochimica, nutrizione, medicina e chimica.
- Caratterizzazione dei meccanismi di azione farmaci mediante spettroscopia FLIM (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy)

Tecnologie Convergenti - ISOF è in grado di operare nei campi dei
- Materiali funzionali organici per Nanotecnologie, per Fotovoltaico e Nanomedicina. Nuove molecole organiche fotoluminescenti e loro assemblaggio in nanostrutture funzionali. Applicazioni dei nuovi materiali fotoluminescenti in optoelettronica, citofluorimetria e diagnostica medica. ISOF opera nel campo del fotovoltaico plastico da una decina d'anni; questa attività riguarda la preparazione e la caratterizzazione, sotto irradiamento solare simulato, di piccoli prototipi di celle solari realizzate con tecniche di deposizione in soluzione. In particolare l'interesse è rivolto all'ottimizzazione della struttura dello strato attivo ed ai nuovi materiali coinvolti.
- Polimeri compositi
- Sensori
- Energia
- Nuovi materiali fotoattivi contro l'inquinamento nell'edilizia che sono un aspetto innovativo della fotocatalisi.
In tutti questi campi la Sintesi Organica è in grado di dare un contributo molto importante per non dire essenziale.

Le competenze presenti presso ISOF permetteranno la partecipazione alla Rete Nazionale di Ricerca sulle NANOSCIENZE (ItalNanoNet) che prevedibilmente avranno un maggior impatto nell'area della Salute (Nanomedicina) ed in comparti produttivi di primario interesse nazionale. In tale Rete ISOF sarà punto di riferimento del nodo di Bologna con strette implicazioni sul territorio. Questo nodo è organizzato in modo tale da sviluppare sistemi e metodologie per la biodiagnostica e l'imaging, le quali avranno un ruolo significativo nell'ambito delle prossime iniziative regionali in tema di medicina rigenerativa. CNR-ISOF sarà in grado di procedere alla nanofunzionalizzazione di superfici e allo sviluppo di sistemi a sonda ottica per l'imaging medico in forma digitale unitamente a CNR-ISMN ed opererà in stretta sinergia con l'Agenzia per lo Sviluppo Tecnologico Emilia Romagna (ASTER) per il trasferimento dei risultati a livello di Distretto Tecnologico dell'Emilia Romagna.

INDUSTRIA 2015 sarà un punto di riferimento ed un'ottima occasione per nuove iniziative dei gruppi di ricerca ISOF nei campi dell'Efficienza Energetica in Aree Tecnologiche ad alto potenziale innovativo quale il Solare Fotovoltaico, Materiali ad alta efficienza per l'edilizia ecc; delle Nuove Tecnologie per il Made in Italy al livello di tecnologie di materiali innovativi ed intelligenti (applicazione di materiali, nanomateriali, rivestimenti, nanorivestimenti, innovativi, intelligenti multifunzionali, sviluppo di prodotti cosmetici innovativi di origine vegetale dotati di attività cosmetica funzionale).

PARTECIPAZIONE A PROGETTI EUROPEI
L'attivita' di ricerca di ISOF non può non avere come punto di riferimento il Sistema Europeo. I numerosi progetti attivi al momento, le azioni COST sono un'ottima premessa per future collaborazioni in ambito internazionale nei campi di Materiali, Energia, Salute, Medicina.
- EU STREP FORCE-TOOLS Multipurpose Force Tool for Quantitative Nanoscale Analysis and Manipulation of Biomolecular, Polymeric and Heterogeneous Materials)
- EU integrated project NAIMO (NAnoscale Integrated processing of self-organizing Multifunctional Organic materials)
- ESF-SONS - SUPRAmolecular MATerials for new functional StructurES (SUPRAMATES )
- ESF - SONS BIONICS (BIo-Organics NanostructurIng for molecular electroniCS)
- 6th FP - STRP - STRING: Structured Scintillators for Medical Imaging
- Selective formation and biochemistry of oxidative clustered DNA damage [CLUSTOXDNA] Contract No: MRTN-CT-2003-505086
- 6th FP - IP OLLA: High Brightness OLEDs for ICT & Next Generation Lighting Applications
- 6th FP - MRTN PRAIRIES: Supramolecular Hierarchical self-assembly of organic molecules onto surfaces towards bottom-up nanodevices
- 7th FP - MR Intra European Fellowships HESPERUS: Hierarchical self-assembly of electroactive supramolecular systems on pRe-patterned surfaces: multifunctional architectures for organic FETs
- COST - Photophysical, sensing, and chiroptical properties of non-covalent molecular assemblies
- COST - Multifuntional organometallic chromophores for light-emitting devices and luminescent sensors
- COST - Metal-mediated nanoscopic assemblies of chromophores for molecular electronics, light energy conversion, and molecular recognition

RAPPORTI DI ISOF CON ALTRE REALTA' CNR
La creazione del Dipartimento Progettazione Molecolare ha permesso la nascita nuovi rapporti di collaborazione e reso più stretti quelli già esistenti con altri gruppi di ricerca. Grazie all'interdisciplinarità delle sue ricerche e alla sua massa critica ISOF si configura quale polo di riferimento per la ricerca chimica nella Regione e, in prospettiva, come possibile centro di aggregazione per altre realtà di ricerca nell'ambito delle linee strategiche del Dipartimento Progettazione Molecolare.
Ottimi sono i rapporti scientifici con ICCOM-BA&FI; ISTM-MI&PD; ISMN-RM&BO.

RAPPORTI CON IL TERRITORIO - TRASFERIMENTO TECNOLOGICO - Interazioni nell'ambito degli accordi quadro stipulati dal CNR. Promozioni dei rapporti.
Rientrano in quest'ambito i numerosi contratti attivi con Industrie chimiche aderenti a Federchimica e con altre realtà industriali operanti in altri settori. Queste interazioni potrebbero aumentare dato che le industrie chimiche presenti in E.R. sono circa 200 (come da dati della Camera di Commercio), di cui 110 sono consociate in Federchimica, e che, secondo l'osservatorio del Ministero dell'Industria, in Emilia Romagna sono presenti 2 poli chimici nazionali (Ferrara e Ravenna due province istituzionalmente a forte vocazione chimica). I settori dove operare e dove maggiormente operiamo sono la cosmetica, i polimeri, i fitosanitari, i prodotti per la chimica fine.
ISOF dovrà continuare la valorizzazione delle proprie attività attraverso l'interazione con distretti e laboratori tecnologici della Regione E.R.:
- il Distretto Tecnologico per l'Alta Tecnologia Meccanica HI-MECH della Regione Emilia Romagna nel Laboratorio di Nanofabbricazione - NanoFaber,
- la partecipazione ai laboratori di ricerca Industriale e i Centri per l'innovazione nel settore Ambiente, Sviluppo Sostenibile ed Energia del Programma Regionale per la Ricerca Industriale, l'Innovazione e il Trasferimento Tecnologico - PRRIITT (LARA, ERG)
- la partecipazione al Laboratorio Enviromental Regional Network (Enviren), al Laboratorio Progetto per le Micro e NanoTecnologie in Emilia Romagna (Prominer), al Laboratorio per l'Innovazione Industriale e la Sostenibilita' Energetico Ambientale (LISEA) che saranno la naturale evoluzione delle entità precedenti.
- la partecipazione al Parco per l'Innovazione che sorgerà presso l'Area della Ricerca CNR che, insieme ad altri 5, farà parte della Rete Alta Tecnologia dell'Emilia Romagna e che sarà il perno del Tecnopolo AMBIMAT per la ricerca industriale ed il trasferimento tecnologico presso l'Area della Ricerca CNR di Bologna.

La costituzione di questo Tecnopolo rientra nell'ambito del Programma Operativo Regionale 2007-2013 Fondo Europeo di Sviluppo Regionale (POR FESR 2007-2013)

Tre Spin-off sono la testimonianza dell'ottima qualità e della vivacità scientifica dei rispettivi gruppi di ricerca.

- Mediteknology - "Nuovo sistema per citofluorimetria parallela multipla"- uno spin-off che opera su marcatori fluorescenti biocompatibili ad alta efficienza.Sistemi multifunzionali, nanotecnologie e nanoprobi per biodiagnostica e medical imging. La richiesta di nuovi materiali e tecnologie per la determinazione prematura di malattie.

- Advanced Polymer Materials- APM che scaturisce dalla grande esperienza e vocazione, presente nell'area ferrarese, nel campo dei polimeri e riguarda un laboratorio regionale sui materiali polimerici

- Lipinutragen - "Messa a punto e produzione di prodotti diagnostici e biotecnologici per applicazioni mediche e biochimiche e l'effettuazione di analisi e ricerche, nel campo della biologia, biochimica, nutrizione, medicina e chimica"

FORMAZIONE
Circa 30 unità di personale costituiti da dottorandi, assegnisti, co.co.co, pagati su fondi esterni, sono attualmente presenti in ISOF. Questo numero è notevolmente aumentato negli ultimi anni con alcune ottime individualità, per cui da questo bacino sarebbe possibile pensare di attribuire posizioni a tempo determinato e successivamente a tempo indeterminato.