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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
CHIMICA SUPRAMOLECOLARE, CONGEGNI MOLECOLARI, MACCHINE MOLECOLARI, SENSORI SUPRAMOLECOLARI, CATALISI SUPRAMOLECOLARE, NANOPARTICLELLE, DENDRIMERI, CALIXARENI, RICONOSCIMENTO MOLECOLARE

SISTEMI SUPRAMOLECOLARI PER LA COSTRUZIONE DI MACCHINE MOLECOLARI, CONVERSIONE DELL'ENERGIA, SENSING E CATALISI

Università degli Studi di Bologna
Abstract
Questo progetto coordina gli sforzi di cinque qualificati laboratori italiani operanti nel campo della chimica supramolecolare. Il tema di ricerca proposto riguarda la progettazione, la sintesi e lo studio di sistemi supramolecolari capaci di svolgere funzioni utili; gli obiettivi più importanti sono qui di seguito elencati, suddivisi secondo le tre linee di ricerca principali.

1) CONGEGNI E MACCHINE MOLECOLARI
Questa linea di ricerca riguarda l’ideazione e lo studio di sistemi nanometrici, costruiti seguendo l’approccio “dal basso”, molecola per molecola, proprio della chimica supramolecolare, capaci di svolgere funzioni utili sotto l’impulso di stimoli esterni di tipo chimico, fotochimico ed elettrochimico. Grazie alle ricerche compiute in questo campo negli ultimi anni, riteniamo ora di essere in grado di costruire sistemi di “seconda generazione”, finora soltanto “pensati”, capaci di svolgere funzioni sempre più complesse. In modo specifico, macchine molecolari come un rotassano a tre stazioni, rotassani capaci di trasportare specie chimiche, e pseudorotassani direzionali. Saranno anche studiati nuovi dendimeri capaci di comportarsi come batterie molecolari, sensori (punto 2) e templanti per la sintesi di nanoparticlelle metalliche (punto 3)

2) SENSORI SUPRAMOLECOLARI
Questa linea di ricerca sarà sviluppata nelle seguenti direzioni: (i) progettazione e sintesi di nuovi recettori per anioni e per coppie ioniche di interesse >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Vincenzo Balzani Università degli Studi di BOLOGNA
Obiettivo del Programma di Ricerca
INTRODUZIONE
I laboratori coinvolti nel progetto sono in larga misura complementari per quanto riguarda la matrice scientifica (chimica organica, chimica inorganica, chimica fisica) e le competenze (sintesi organica, sintesi inorganica, misure analitiche e chimico fisiche di vario tipo e livello, caratterizzazione chimico-fisica di processi fotochimici, fotofisici ed elettrochimici). Questa complementarietà fornisce la base per proficue collaborazioni fra le varie unità di ricerca. In particolare i sistemi sintetizzati dai gruppi di Parma e Padova verranno studiati per le loro proprietà fotochimiche presso il gruppo di Bologna; d’altra parte i recettori sviluppati presso i gruppi di Pavia, Parma e Roma verranno studiati per l’ancoraggio su nanopiattaforme presso il gruppo di Padova.
Il progetto proposto riguarda la sintesi e lo studio di sistemi supramolecolari capaci di svolgere funzioni utili; gli obiettivi più importanti sono qui di seguito elencati. Tutti e cinque i gruppi di ricerca sono coinvolti a diversi livelli di competenza in ciascuno di essi.

1) CONGEGNI E MACCHINE MOLECOLARI
Questa linea di ricerca è volta all’ideazione e allo studio di sistemi molecolari e supramolecolari capaci di svolgere funzioni utili sotto l’impulso di stimoli esterni di tipo chimico, fotochimico ed elettrochimico. Questa ricerca riguarda l’approccio “dal basso” per la costruzione, molecola per molecola, di dispositivi e macchine a livello nanometrico >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
MINIATURIZZAZIONE
La miniaturizzazione dei componenti per la costruzione di congegni e macchine è attualmente ottenuta mediante l’approccio “dall’alto” (“top down”). Questo approccio, che consiste nella lavorazione, da parte di fisici e ingegneri, di materiali allo stato solido mediante fotolitografia e tecniche collegate, ha dato finora ottimi risultati. Sta diventando sempre più evidente però, che queste tecniche sono soggette a drastiche limitazioni per dimensioni inferiori a 100 nm (1), dimensioni, che pur essendo molto piccole per la nostra esperienza quotidiana (circa un millesimo dello spessore di un capello), sono molto grandi rispetto alla scala di atomi e molecole. Quindi, anche se “in basso c’è molto posto” per ulteriori miniaturizzazioni, come Richard P. Feynman (2) disse in un famoso discorso tenuto alla Società Americana di Fisica nel 1959, l’approccio “dall’alto” non sembra essere in grado di sfruttare questa opportunità.
Una strategia alternativa e molto promettente per la tecnologia a livello dei nanometri (nanotecnologia) è rappresentata dall’approccio “dal basso”, che parte da oggetti di dimensione nanometrica o sub-nanometrica (vale a dire atomi e molecole) per costruire nanostrutture. I chimici, il cui mestiere è proprio quello di lavorare con atomi e molecole, sono nella posizione ideale per contribuire allo sviluppo della nanoscienza e nanotecnologia.

APPROCCIO “DAL BASSO” (“BOTTOM UP”)
Nell’approccio “dal basso” si >>>