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PROGRAMMA DI RICERCA 2005
italiano - english
Unità di Ricerca
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Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze matematiche e informatiche
- Area scientifico disciplinare: Scienze chimiche
- Area scientifico disciplinare: Scienze della terra
Classificazione brevettuale
- CHEMISTRY; METALLURGY
- CRYSTAL GROWTH (separation by crystallisation in general B01D9/00)
- SINGLE-CRYSTAL-GROWTH (by using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds B01J3/06); UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL (zone-refining of metals or alloys C22B); PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE (casting of metals, casting of other substances by the same processes or devices B22D; working of plastics B29; modifying the physical structure of metals or alloys C21D, C22F); SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE (for producing semiconductor devices or parts thereof H01L); APPARATUS THEREFOR
- CRYSTAL GROWTH (separation by crystallisation in general B01D9/00)
Classificazione geografica
- Regione: Piemonte
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Parole Chiave
BIOMINERALI; INTERFACCE; NANOSTRUTTURE; CRESCITA CRISTALLINA; CARBONATI; SOLFURI; MODELLIZZAZIONENanostrutture biominerali su interfacce di carbonati e solfuri
Università degli Studi di TorinoAbstract
Il programma è articolato sul lavoro sperimentale di due Unità di ricerca ( Università di Torino – Università di Cagliari) e sulla parte interpretativa dei risultati ottenuti che verrà gestita in comune con la terza Unità (Università di Milano).Lo schema generale del programma prevede, per la parte sperimentale:
1a) - Nucleazione e crescita di cristalli ( in soluzione acquosa e in gel) di CaCO3 - calcite in presenza di impurezze specifiche inorganiche (Li+, Na+, Mg2+), di acidi carbossilici e di oligosaccaridi ritenuti profondi modificatori della sua morfologia, allo scopo di selezionare morfologie dominate alternativamente da una delle quattro forme {10.4}, {01.2},{00.1} e {11.0} che sono le più frequentemente riscontrate nelle calciti biogeniche in natura.
1b) - Esame delle loro strutture superficiali prima e dopo l' adsorbimento su di esse di ioni inorganici modificatori d'abito e di molecole di interesse biologico (acido aspartico, glutammico, serina e treonina ) con lo scopo di determinare la formazione di nano-strutture e delle loro eventuali auto-organizzazioni conseguenti all'adsorbimento. La presenza di gradini sulle facce cristalline, siano essi dovuti ad isole di crescita 2D o a spirali, la loro rugosità, la struttura kinked o stepped delle facce saranno messe in evidenza alla nanoscala mediante l'AFM, così come la presenza di strati epitassiali dovuti alla formazione di strutture 2D causate da impurezze >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Dino AQUILANO Università degli Studi di TORINOObiettivo del Programma di Ricerca
L'obiettivo di questo progetto di ricerca consiste nell' individuare le nanostrutture che si formano all'interfaccia minerale/fase madre in presenza di molecole di interesse biologico , ricercare quelle che portano all'auto-organizzazione delle fasi adsorbite e comprenderne i meccanismi di formazione. L'intento è quello di fornire un contributo alla conoscenza dei complessi fenomeni di biomineralizzazione.Essendo in sé un obiettivo piuttosto complesso la sua comprensione può essere facilitata da un'articolazione su più livelli.
Il primo livello riguarda la conoscenza delle superfici cristalline su cui si presume possa verificarsi l'adsorbimento organizzato delle biomolecole. L'acquisizione di quest'obiettivo preliminare non è banale, ma ha invece il carattere dell'essenzialità. Infatti le superfici in questione vanno conosciute nel loro stato reale prima che su di esse vengano adsorbite specie estranee al cristallo, sia mediante l'osservazione sia mediante una loro caratterizzazione teorica.
La mancanza di uno di questi due stadi costituisce un serio handicap per la prosecuzione della ricerca. Infatti, se manca l'aspetto osservazionale, non si conosce la configurazione della superficie a livello di nanoscala prima dell'adsorbimento e quindi il confronto con la stessa superficie dopo l'adsorbimento non ha senso. Se manca invece una conoscenza preliminare teorica delle caratteristiche intrinseche della superficie ( suo carattere >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il termine " biominerale " non è riducibile ai soli minerali prodotti dagli organismi viventi, ma si estende a tutte le strutture di materiali compositi in cui coesistono le due componenti: inorganica ed organica. Le fasi biominerali si formano in natura in condizioni controllate, e quindi spesso hanno proprietà come forma, taglia, cristallinità, contenuto in isotopi ed elementi in traccia molto diverse da quelle delle loro controparti cristallizzate in ambiente inorganico.Noi ci occuperemo, in questa proposta, dell' " interfaccia biominerale" e cioè delle nanostrutture che si formano nella zona di transizione tra superfici cristalline di minerali (calcite, carbonati idrati, solfuri metallici) e il loro ambiente di crescita o di dissoluzione, quando in esso sono presenti molecole organiche di interesse biologico.
L'ampia letteratura sulla biomineralizzazione compie ormai i suoi 20 anni e ad essa si può fare riferimento in testi di rassegna fondamentali [1,20]. I requisiti fondamentali per la strutturazione di un'interfaccia biominerale risiedono nella capacità di riconoscimento che la superficie inorganica cristallina esercita nei confronti delle molecole organiche da adsorbire su di essa [1]. Se ciò si realizza, allora le proprietà termodinamiche dell'interfaccia ne sono condizionate al punto che la probabilità di nucleare, ad esempio, un polimorfo di CaCO3 piuttosto di un altro ne viene fortemente influenzata [2].
La conoscenza della superficie >>>



