Descrizione della commessa "Materiali Avanzati per la COnversione di energia Luminosa (MACOL) (PM.P04.010)"

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  • Descrizione della commessa "Materiali Avanzati per la COnversione di energia Luminosa (MACOL) (PM.P04.010)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • - Allargamento delle conoscenze e competenze nei processi di conversione e raccolta della energia luminosa - Contributo alle conoscenze per lo sfruttamento dell'energia solare - Ottimizzazione del consumo energetico - Contributo allo sviluppo di foto-sensibilizzatori, sonde e sensori luminescenti per applicazioni bio mediche. - Contributo alla conoscenza del processo di biotrasformazione di materiali vegetali in biomasse . (literal)
Strumentazione
  • Spettrofotometri, spettropolarimetro e fluorimetri zona spettrale UV-Vis-NIR. Apparecchiatura per misure di resa quantica di emissione per campioni solidi. Apparecchiatura per assorbimento transiente al femto secondo basata su laser Ti/zaffiro, OPA. Apparecchiature per assorbimento transiente al nanosecondo e picosecondo basati su laser Nd:YAG. Streak Camera Hamamatsu per misure luminescenza con risoluzione 20 ps. Apparecchiature per misure di emissione mediante conteggio di singoli fotoni zone spettrali UV-Vis-NIR, risoluzione 200 ps. Cluster di 4 workstation INTEL Dual-Xeon Six-Core E5645, 4 Workstation Dual-Xeon QUAD-CORE Intel, Gaussian09, NAMD e TINKER. Clean room (classe 100.000), Metallizzatori, Spin coater, Profilometri. Strumentazione per la caratterizzazioni elettro-ottiche e sistema time of flight (TOF). Scanning Probe Microscope. Microscopia ottica wide-field e confocale con FLIM. Simulazione dei sistemi chimici per il calcolo di grandezze chimico-fisiche attraverso metodi di Chimica Computazionale. Spettrometro NMR 400 e 500 MHz multinucleo per la determinazione delle strutture molecolari. Spettrofotometro FT-IR per la caratterizzazione dei gruppi funzionali. (literal)
Tematiche di ricerca
  • - Progettazione, modellizzazione e sintesi di molecole organiche, composti di coordinazione dei metalli di transizione e complessi di terre rare con elevate proprietà emissive. - Progettazione e caratterizzazione di sistemi per la raccolta e la conversione di energia luminosa - Proprieta' ottiche ed elettroniche di materiali organici in film sottili, correlazione con le loro proprietà strutturali e morfologiche. - Preparazione e caratterizzazione di substrati nanocristallini a base di ossidi semiconduttori con proprietà fotocatalitiche e fotoelettrochimiche - Progettazione, preparazione e caratterizzazione di nanomateriali foto attivi assemblati mediante interazioni supramolecolari - Progettazione e caratterizzazione di sistemi ibridi supramolecolari basati su nanotubi di carbonio - Modellizzazione delle proprieta`elettroniche e della reattività di complessi organometallici mediante i metodi DFT, TDDFT ed ab initio. - Proprieta' ottiche ed elettroniche di materiali organici ed ibridi per dispositivi elettroattivi - Realizzazione e studio di dispositivi optoelettronici a film sottili organici ed ibridi - Modellizzazione di sistemi biologici mediante l'uso della Dinamica Molecolare (literal)
Competenze
  • Fotofisica, Fotochimica, Fotoelettrochimica, Spettroscopia ottica stazionaria e risolta nel tempo. Fotoconducibilità stazionaria e risolta nel tempo. Modellizzazione molecolare. Elettronica in solidi organici. Sintesi. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Potenziale impiego nei settori: - Dispositivi di elettronica molecolare NLO - Dispositivi per conversione di energia luminosa - Marcatori luminescenti per spettroscopia - Luminofori per imaging biomedico - Terapia fotodinamica - Display sottili e flessibili basati su tecnologia OLED e LEEC - Sorgenti piatte di luce per illuminazione ambientale e segnaletica - Dispositivi di emissione nel NIR per applicazioni nel campo delle telecomunicazioni - Sviluppo di servizi di software e di infrastrutture di calcolo distribuite (Partecipazione all' accordo di collaborazione DUCK -Distributed Unified Computing for Knowledge). (literal)
Tecnologie
  • Preparazione di film mesoporosi di semiconduttori ad elevato band-gap (TiO2, SnO2, WO3 etc.) mediante tecniche sol-gel e loro caratterizzazione morfologica, elettrochimica e fotoelettrochimica. Costruzione di celle solari fotoelettrochimiche a semiconduttore sensibilizzato con interfase: liquida, gel elettrolitica e solida (polimeri conduttori). Fabbricazione di film sottili e dispositivi multistrato a base organica con tecniche di deposizione da soluzione (spin o dip coating) o in alto vuoto (PVD). (literal)
Obiettivi
  • - Modelling, progettazione, sintesi e caratterizzazione di sistemi molecolari altamente luminescenti da usarsi per applicazione in lighting e/o imaging. - Sintesi e caratterizzazione di architetture molecolari fotoattive per tecnologie di conversione dell'energia solare. - Realizzazione di dispositivi elettroluminescenti, fotoelettrochimici e fotocromici ad alta efficienza - Modelling per la realizzazione di enzimi termostabili per la produzione di biomasse. - Modelling per la progettazione di biosensori basati sulle membrane cellulari - Contributo allo sviluppo di sistemi molecolari o supramolecolari fotoattivi per impiego in applicazioni biomediche (imaging, sensoristica, rilascio di farmaci, terapia fotodinamica). (literal)
Stato dell'arte
  • Lo sviluppo di materiali funzionali, come testimoniato dai temi di ricerca proposti da H 2020 EU, riveste notevole interesse per il potenziamento della competitivita' europea. In questo ambito la progettazione e la sintesi di sistemi molecolari complessi o nanostrutturati che presentano funzionalita' specifiche connesse con la luce riveste notevole interesse in molte applicazioni tecnologiche relative a dispositivi per lighting ed imaging, per la conversione di energia luminosa, per applicazioni optoelettroniche, per l'immagazzinamento dell'informazione. Da questi studi si attendono risposte in grado di migliorare le attuali conoscenze sullo sfruttamento dell'energia solare e sulla fotonica, elettronica ed informatica molecolare. Lo studio dei processi che coinvolgono stati elettronici eccitati e' alla base della comprensione di questi fenomeni. Il lavoro di ricerca del gruppo è incentrato sullo studio della fotochimica e della fotofisica di sistemi supramolecolari e materiali nanostrutturati, focalizzandosi in particolare sui processi di foto- ed elettroluminescenza, e sui fenomeni di trasferimento di energia ed elettroni indotti dalla luce, anche con l'aiuto di modelli teorici (literal)
Tecniche di indagine
  • Spettroscopia UV-vis NIR, Spettroscopia in luce circolarmente polarizzata, Luminescenza UV-vis NIR in stato stazionario e risolta nel tempo (dai secondi ai femtosecondi) anche con luce polarizzata linearmente ed in funzione della temperatura (77-500 K), Calcoli quantomeccanici di proprieta' molecolari, Misure di time-of-flight , Fotoconducibilità, Misure elettroottiche. Metodologie avanzate di calcolo teorico di sistemi organici e organometallici, comprendenti calcoli ab-initio, calcoli basati sul funzionale densità e sulla Dinamica Molecolare, Risonanza Magnetica Nucleare mono e bidimensionale, spettroscopia IR, diffrazione dei raggi X. (literal)
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