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MAterials CHEmistry LABoratory

L’attività di ricerca del gruppo si colloca nell’ambito di: i) progettazione eco-e bio-ispirata, sintesi e caratterizzazione chimico-fisica di materiali amorfi e nanostrutturati, inorganici a base di ossidi metallici e/o ibridi (bio)organico-inorganico per avanzate applicazioni tecnologiche; ii) studio della struttura, delle transizioni di fase e reattività di sistemi vetrosi inorganici.

Innovative metodologie di sintesi bottom-up in soluzione (sol-gel, solvotermale, decomposizione termica), unite ad approcci di funzionalizzazione superficiale e di deposizione (elettrospinning, dip-coating, spin-coating), vengono implementate per sviluppare materiali con struttura, porosità, dimensioni e morfologie controllate (sistemi massivi, compositi, nanoparticelle, interfacce nanostrutturate, quantum dots, film sottili, fibre) da utilizzare in:

  • bio- foto- catalisi (decontaminazione da inquinanti chimici/biologici, produzione di fine chemicals);
  • produzione e accumulo di energia (idrogeno verde, film sottili per celle fotovoltaiche);
  • valorizzazione di biomasse dal comparto agroforestale/alimentare (produzione di biocombustibili, materiali per recupero di metalli e sequestro di inquinanti);
  • produzione di nanocompositi con migliorata interfaccia e comportamento al fuoco, termico, antivegetativo e meccanico;
  • opto(bio)elettronica e (bio)sensoristica (diagnostica, LEDs, riconoscimento molecolare);
  • nano-formulazioni anfifiliche e sistemi supramolecolari auto-assemblati multifunzionali;
  • bio-nanotecnologie per applicazioni biomedicali (agenti antimicrobici/antiossidanti/teranostici, medicina rigenerativa).

Metodologie termoanalitiche (TG, DSC) in atmosfera controllata vengono impiegate per identificare le trasformazioni di fase di sistemi amorfi o nanocristallini, spaziando dai tradizionali vetri silicatici, a solidi di più nuova concezione (film sottili, miscele di polveri). Inoltre, vengono investigati i meccanismi di reazione di materiali vetrosi in soluzione, valutando le modifiche superficiali sia di materiali di interesse biomedico (vetri e vetroceramici bioattivi, contenitori per farmaci) che  la corrosione di vetri antichi,  a contatto con soluzioni acquose. Particolare attenzione è rivolta allo studio alla dipendenza di tali processi dalla da composizione e struttura dei sistemi indagati.

Laboratori presenti:

Laboratori di sintesi chimica dotati di cappe, dry-box e reattori di sintesi, reattori fotochimici, reattori solvotermali in teflon, ultra- e mini-centrifughe, sonicatore a bagno e a punta (tip-sonicator), bilance analitiche, forni per trattamenti termici in condizioni controllate.

Apparecchiature per elettrospinning, dip-coating e spin-coating per la realizzazione di materiali fibrosi e film sottili.

Apparecchiature analitiche di caratterizzazione chimico-fisica, quali spettrofotometri UV-vis per indagini sia in soluzione che in fase solida, spettrofotometro FTIR e ATR, simultanea TGA/DTA, potenziostato per spettroscopia di impedenza, microscopi ottici.

Pubblicazioni più rilevanti:

Brevetti:

Rivestimento protettivo a base di resina epossidica resistente alla fiamma, fotoluminescente, idrofobico

Numero identificativo 102022000009200, depositato il 5/05/2022

Rivestimento a base di resina epossidica e titania ibrida contenente derivati della biomassa

Numero identificativo 102022000009167, depositato il 5/05/2022

Functionalized hybrid magnetite gold nanoparticles with core-shell structure

Nanoparticelle ibride funzionalizzate magnetite-oro con struttura core-shell

Numero identificativo RM2012A000512, concesso il 24/10/2012

Principali progetti di ricerca finanziati:

  1. “Utilizzabilità e ricicLabilità di MaterIali,proceSsie prodotti per traSporto aereo sostEnibile – ULISSE”; periodo: 2022–2025; Progetto MISE; Responsabili scientifici DICMaPI: Prof. Giuseppina Luciani, Prof. Massimo Durante

  2. “LPS-targeting nanostructured aptasensors for bacterial pathogens detection – LipAptaNanoSens”; periodo: 15 aprile 2021 – 15 aprile 2023; Programma per il Finanziamento della Ricerca di Ateneo – Linea B (FRA2020); Università degli studi di Napoli Federico II; Responsabile scientifico DICMaPI: Dr. Giuseppe Vitiello

  3. “Design and fabrication of bio-inspired antimicrobial substrates: towards smart wound dressing solutions – BioDressMel”; periodo: 1 settembre 2017 – 1 settembre 2019; Programma per il Finanziamento della Ricerca di Ateneo – Linea C (FRA2016); Università degli studi di Napoli Federico II; Responsabile scientifico DICMaPI: Prof. Giuseppina Luciani

  4. “Celle solari a base di film sottili innovativi di perovskiti e kesteriti” – Attività: sviluppo di strati sottili di ossido di titanio; periodo: 2015-2018; Ricerca su Tecnologie Fotovoltaiche Innovative, Accordo di Programma Ministero dello Sviluppo Economico (MISE) – ENEA; Responsabile scientifico DICMaPI: Prof. Antonio Aronne

Settore/i ERC (European Research Cuncil):

  1. PE4_2
  2. PE4_4
  3. PE4_17
  4. PE5_6
  5. PE5_10
  6. PE8_11

Parole chiave:

Green chemistry
Biowaste valorization
Hybrid materials
Nano(bio)materials
(photo)catalysts
Biocatalysts
Nanostructured interfaces
Functional composites and coatings
Electrospun materials
Flame retardancy

Docenti e ricercatori:

Antonio Aronne

Aurelio Bifulco

Aniello Costantini

Claudio Imparato

Giuseppina Luciani

Giuseppe Vitiello

Assegnisti di Ricerca e Dottorandi:

  1. Paola Amato – dottoranda
  2. Giulio Pota – dottorando
  3. Virginia Venezia – dottoranda

Altri componenti:

Brigida Silvestri – PA

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