20/05/2026
ASTRAL è un progetto FIS 3 Consolidator Grant conferito dal Ministero dell'Università e della Ricerca (MUR) a Marco Di Giovannantonio, Primo Ricercatore Cnr-Ism. Il progetto esplora la catalisi al suo livello più fondamentale, dove singoli atomi determinano la reattività chimica. Attraverso la creazione di piattaforme con precisione atomica e siti attivi deliberatamente asimmetrici, il progetto mira a comprendere come la struttura locale e gli squilibri elettronici controllino il comportamento catalitico.
Cosa succede quando una singola molecola incontra un singolo atomo? Il progetto ASTRAL esplora questa domanda fondamentale studiando la catalisi con precisione atomica, a partire dal primissimo passo: il “sensing” molecolare.
Al cuore del progetto vi sono le piattaforme a singolo atomo – nanostrutture progettate su misura in cui atomi metallici isolati agiscono come siti attivi individuali e ben definiti. Questi sistemi consentono agli scienziati non solo di promuovere reazioni chimiche, ma prima ancora di osservare come le molecole di gas interagiscono con un singolo sito attivo: come si avvicinano, si legano e vengono “rilevate” a livello atomico.
“Un’idea centrale di ASTRAL è che l’asimmetria conta”, spiega il Principal Investigator, Marco Di Giovannantonio (responsabile dell’ONSET Lab). “A differenza dei catalizzatori convenzionali con centri attivi simmetrici, queste piattaforme sono progettate con siti deliberatamente asimmetrici. Questo sottile squilibrio nella struttura e nella distribuzione elettronica crea modalità di interazione uniche con le molecole, influenzando il modo in cui vengono riconosciute, stabilizzate e infine attivate”.
Combinando tecniche avanzate di microscopia e spettroscopia – in grado di visualizzare e sondare singoli atomi e molecole – con la modellizzazione teorica, ASTRAL collega direttamente la struttura atomica alla funzione. Questo approccio rende possibile seguire l’intero percorso: dal sensing molecolare, al legame, fino alla trasformazione chimica.
ASTRAL costruisce una comprensione fondamentale delle fasi iniziali della catalisi in sistemi modello, rivelando come ambienti atomici asimmetrici controllino sia il riconoscimento molecolare sia la reattività, e ponendo le basi per lo sviluppo di catalizzatori di nuova generazione.
Per informazioni:
Marco Di Giovannantonio
CNR - Istituto di struttura della materia
marco.digiovannantonio@cnr.it
Ufficio Comunicazione Cnr-Ism, email: comunicazione@ism.cnr.it
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