Descrizione del modulo "Struttura e dinamica su scala mesoscopica di sali liquidi (MD.P06.038.001)"

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  • Descrizione del modulo "Struttura e dinamica su scala mesoscopica di sali liquidi (MD.P06.038.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • I SLTA sono a tutti gli effetti dei solventi verdi, ecologicamente responsabili ed il loro impiego e l'ottimizzazione delle loro performance rispondono alla necessità di ottenere uno sviluppo ecologicamente sostenibile. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Proprietà strutturali e dinamiche di sali liquidi a temperatura ambiente (SLTA), al fine di razionalizzarne, con tecniche sperimentali e computazionali, la morfologia mesoscopica. Proprietà strutturali e dinamiche di miscele di SLTA con composti molecolari (p.e. H2O, alcoli, etc.) e macromolecolari (p.e. proteine, omopolimeri e copolimeri a blocchi). Sintesi di nanoparticelle in SLTA e caratterizzazione della loro morfologia e cinetica di formazione. (literal)
Competenze
  • Il team del modulo ha leadership a livello mondiale nel campo della caratterizzazione delle proprietà strutturali e dinamiche di SLTA e loro miscele con composti molecolari e macromolecolari, mediante tecniche di diffrazione di raggi X e/o neutroni, spettroscopiche (Raman, dielettrico etc.) e computazionali. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I SLTA rappresentano una classe di materiali di estremo interesse applicativo come solventi ecologicamente sostenibile. Il loro impiego spazia dalla elettrochimica alla solubilizzazione di cellulosa e proteine. Intendiamo esplorare una serie di sistemi binari di estremo interesse applicativo nell'ambito della green chemistry, quali soluzioni binarie con cellulosa o con copolimeri a blocchi da impiegare per il drug delivering. E' in corso lo sviluppo, in collaborazione con il sincrotrone ESRF di grenoble, di una cella ad alta pressione per studiare miscele binarie di SLTA con CO2, essendo i SLTA dei noti sequestranti per CO2. Ciò consentirà di ottimizzare la formulazione chimica di SLTA in termini delle loro proprietà di catturanti. (literal)
Tecnologie
  • Ampie possibilità sono accessibili nel campo della sintesi di nuovi SLTA. In particolare da anni sono attive collaborazioni con gruppi leader mondiali nel campo della sintesi ed applicazione di SLTA. (literal)
Obiettivi
  • Dettagliata conoscenza delle properietà strutturali e dinamiche di SLTA puri e loro miscele con composti di ampio interesse applicativo. Tale conoscenza consentirà di ottimizzarne le performances nei processi applicativi. (literal)
Stato dell'arte
  • L'esistenza di forti correlazioni spaziali su scala mesoscopica nei SLTA sta attraendo notevole interesse in vari settori accademici e applicativi. Sulla base dei nostri studi strutturali è stato possibile evidenziare la tendenza dei SLTA a manifestare un comportamento di auto-aggregazione che non ha analoghi in altri sistemi molecolari. Attualmente i pochi studi strutturali in questa direzione si sono limitati ai materiali allo stato puro e manca del tutto una comprensione del ruolo giocato da variabili esterne, quali temperatura, pressione e eventuale composizione della miscela sulla morfologia. Gli stessi materiali stanno attraendo notevole attenzione come solventi per composti molecolari e/o macromolecolari. Soltanto pochi polimeri risultano solubili in SLTA e la possibilità di individuare opportuni copolimeri a blocchi che diano luogo a processi di micellizzazione appare di notevole importanza da un punto di vista applicativo. Alcuni SLTA sono stati proposti come ottimi solventi per proteine, la cui stabilità e operatività rimane inalterata anche per anni quando disciolte in SLTA. Ampio interesse riveste la possibilità di produrre nanoparticelle in SLTA. (literal)
Tecniche di indagine
  • L'attività del modulo si baserà sulla integrazione di tecniche sperimentali e computazionali, per le quali forti competenze esistono all'interno del modulo. In apaticolare. Tecniche sperimentali: - diffrazione di raggi X e neutroni presso large scale facilities europee e nord-americane. - calorimetria, misure di densità, mediante la strumentazione disponibile in sede - reometria: mediante strumentazione di prossima acquisizione. - spettroscopia neutronica presso large scale facilities - spettroscopia dielettrica e Raman - nell'ambito di collaborazioni esistenti da lungo tempo con gruppi italiani e stranieri. Tecniche computazionali: - simulazioni di Dinamica molecolare - calcoli ab initio (literal)
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