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