Descrizione della commessa "S4. Sistemi polimerici innovativi ad elevate prestazioni per applicazioni biomediche ed ambientali (PM.P02.009)"

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  • Descrizione della commessa "S4. Sistemi polimerici innovativi ad elevate prestazioni per applicazioni biomediche ed ambientali (PM.P02.009)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Materiali polimerici biodegradabili e biocompatibili con proprietà mirate per una migliore qualità della vita. Sensori molecolari per la sicurezza in campo alimentare ed ambientale e biologico. Materiali polimerici per l'impiego nel packaging alimentare e nel settore bio-medicale. (literal)
Strumentazione
  • Termobilancia Calorimetria Differenziale a Scansione Cromatografia ad esclusione sterica (GPC) Cromatografia Liquida Preparativa (LC, HPLC) Dinamometro Spettrometro di massa MALDI/TOF Spettrometro di massa MALDI/TOF/TOF Spettrometro di massa ESI/TOF Spettrometro NMR Permeabilimetro Estrusore Bivite Miscelatore Brabender Spettrofotometro FT-IR Spettrofotometro UV-Vis Rivelatore Multiangolo Laser Scattering (MALLS) (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le attività di ricerca che saranno sviluppate nel corso del triennio 2013-2015 seguiranno essenzialmente le seguenti tematiche: - Sviluppo di materiali polimerici multicomponente a base di poliesteri, poliammidi e/o policarbonati, sintetizzati mediante processi di miscelazione reattiva allo stato fuso, per applicazioni nel settore biomedicale. - Sintesi di macrocicli (porfirine e/o ftalocianine) e/o fullereni idrosolubili, capaci di interagire con numerose molecole (sia in soluzione che allo stato solido) modificando specifici parametri (lo spettro di assorbimento UV-Visibile, fluorescenza, etc.). - Preparazione di copolimeri a blocchi con proprietà funzionali mediante processi di polimerizzazione radicalica vivente per applicazioni nel settore biomedicale. - Caratterizzazione strutturale di materiali polimerici a struttura complessa mediante tecnciche avanzate di spettrometria di massa - Studio dei processi di degradazione e stabilizzazione di materiali polimerici. - Sviluppo di sistemi polimerici ad attività antimicrobica - Materiali polimerici per la cattura selettiva di metalli pesanti - Sviluppo di dispositivi biomedicali mediante tecniche di prototipazione rapida. (literal)
Competenze
  • - Sintesi, modifica chimica e funzionalizzazione di polimeri. - Funzionalizzazione e modifica chimica di ftalocianine, porfirine e fullereni. - Biodegradazione, degradazione termica, termo-ossidativa e foto-ossidativa di polimeri. - Caratterizzazione di materiali polimerici complessi mediante tecniche avanzate di spettrometria di massa MALDI-TOF. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • - Processi per la produzione di materiali multicomponenti con proprietà mirate a base di poliesteri, poliammidi, policarbonati e poliaddizionati (PS, PMMA). - Sistemi nanostrutturati organici/inorganici per l'utilizzo nel campo della sensoristica molecolare. - Sviluppo di competenze sulla degradazione e sulla Stabilizzazione dei polimeri rispetto all'invecchiamento ambientale. - Sviluppo di competenze per la progettazione di nuovi materiali. - Sviluppo di nuovi materiali per il settore biomedicali, costituite da una matrice polimerica \"ftalati e/o PVC free\". - Siluppo di materiali polimerici con attività antimicrobica. - Sviluppo di sistemi per il rilascio controllato di farmaci per il settore oftalmico. -Sviluppo di sistemi multistrato biodegradabili per il packaging di prodotti a base di frutta. (literal)
Obiettivi
  • Gli obiettivi di questo progetto sono: -Preparazione di copolimeri a base di poliesteri, poliammidi e policarbonati mediante miscelazione reattiva allo stato fuso. Saranno utilizzati sia polimeri commerciali che materiali polimerici sintetizzati da prodotti a basso peso molecolare provenienti da fonti rinnovabili per il settore biomedicale. -Studio dei Processi di degradazione termica, di biodegradazione e di invecchiamento accelerato di polimeri. -Studio e Preparazione di Materiali polimerici nano-strutturati contenenti porfirine, fullereni o ftalocianine biocompatibili utilizzabili nel campo della sensoristica molecolare; l'attività è rivolta alla funzionalizzazione di derivati porfirinici inserendo nella zona periferica della molecola specifici sostituenti che, interagendo con particolari molecole (amminoacidi, proteine, etc.) si comportano come sensori molecolari anche a livello biologico. - Sintesi di polimeri iperramificati come plasticizzati del PVC. - Preparazione di copolimeri a blocchi con proprietà funzionali mediante processi di polimerizzazione radicalica vivente per applicazioni nel settore biomedicale. (literal)
Stato dell'arte
  • Le attività della commessa si inseriscono in un contesto scientifico volto a valorizzare la ecosostenibilità dei processi di produzione e delle applicazioni dei materiali polimerici. L'UOS di Catania ha intrapreso numerose collaborazioni con aziende del settore biomedicale che hanno portato alla presentazione e approvazione di progetti di ricerca su fondi nazionali e regionali. Inoltre sono stati anche finaziati progetti FIRB \"Ricerca e futuro\" . Per la realizzazione di questi progetti verranno utilizzate tutte le competenze dell'ICTP di Catania maturate nel corso degli ultimi decenni di attività quali la sintesi di polimeri e la modifica di polimeri mediante processi di miscelazione reattiva allo stato fuso; la caratterizzazione strutturale di materiali polimerici complessi mediante tecniche avanzate di spettrometria di massa; la foto, termo degradazione la termo-ossidazione di polimeri e la loro conseguente stabilizzazione. Notevoli sono anche le competenze sulla sintesi e caratterizzazione di porfirine di natura non ionica recanti, in posizioni periferiche che saranno utilizzate per lo sviluppo di sistemi intelligenti per il \"drug delivery\". (literal)
Tecniche di indagine
  • - Lavorazione di polimeri mediante miscelatore Brabender ed estrusore bivite da laboratorio. - Caratterizzazione molecolare mediante Spettrometria di Massa, LC/MS, NMR, FT-IR - Analisi termica mediante DSC, TGA - Caratterizzazione delle masse molari mediante GPC e MALLS. - Misure di permeabilità ai gas e vapor d'acqua. - Determinazione delle proprietà meccaniche e dinamico-meccaniche. - Determinazione dei processi di degradazione di materiali polimerici mediante tecniche avanzate di spettrometria di massa. (literal)
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