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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
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Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
POLIMERI DI COORDINAZIONE, LEGANTI AZOTATI POLINUCLEANTI, MATERIALI POLIFUNZIONALI, MATERIALI POROSI, CARATTERIZZAZIONE SPETTROSCOPICA E STRUTTURALE, CRISTALLI LIQUIDI, RICONOSCIMENTO MOLECOLARE, COMPOSTI DI COORDINAZIONE, RELAZIONI STRUTTURA-ATTIVITA'

Materiali Ibridi Metallo-Organici Multifunzionali con Leganti Poliazotati

Università degli Studi di Camerino
Abstract
Diversi sono i polimeri di coordinazione metallo-organici (Metal Organic Frameworks, MOF) che, negli ultimi anni, hanno
mostrato interessanti proprietà funzionali, per applicazioni tecnologiche innovative in diversi ambiti: separazione e riconoscimento molecolare, immagazzinamento di gas combustibili a temperature e pressioni sicure, catalisi eterogenea stereoselettiva, elevata conducibilità ionica e protonica per preparazione di membrane in celle a combustibile, proprietà di luminescenza, generazione di seconda armonica e fenomeni di isteresi magnetica per l’ingegnerizzazione di sensori o dispositivi ottici, e persino attività anticorrosive ed antimicrobiche. Questo progetto di ricerca intende sviluppare la sintesi di nuovi polimeri di coordinazione (di diversa dimensionalità), dotati di elevata stabilità chimica e termica ed aventi proprietà funzionali (e.g. foto- o elettroluminescenza,conducibilità elettrica, generazione di seconda armonica, proprietà di spin-crossover, assorbimento selettivo di gas, riconoscimento molecolare, catalisi omogenea ed eterogenea) attraverso strategie sintetiche di autoorganizzazione e "multi-motif" basate sulla cooperatività di diverse forze intermolecolari. A tale scopo, si prevede di utilizzare la vasta gamma dei sistemi eterociclici aza-aromatici, a partire da semplici (e rigidi) anioni con elevata capacità coordinativa (pirazolati, imidazolati, pirimidinolati, pirazolonati, tri- e tetrazolati), fino a nuovi leganti >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Claudio Pettinari Università degli Studi di CAMERINO
Obiettivo del Programma di Ricerca
Lo sviluppo delle tecniche di sintesi per autoassemblaggio di sintoni organici e metalli di transizione ha indotto, negli ultimi anni, numerosi gruppi di ricerca ad orientarsi verso lo studio delle proprietà funzionali di materiali polimerici ibridi organici-inorganici (MOF), che possono facilmente essere ottimizzate utilizzando strategie di modifica o sostituzione del legante organico, e mediante l’opportuna scelta dello ione metallico [1,2]. La funzionalità di questi sistemi è spesso di natura cooperativa associata sia alla geometria locale dei centri "attivi" che alla disposizione tridimensionale degli stessi nei reticoli cristallini; in essi, ioni e molecole si associano spontaneamente in aggregati ordinati come risultato di interazioni covalenti e non covalenti (di coordinazione, a ponte di idrogeno, forze di van der Waals, interazioni di tipo pigreco) tra le unità costitutive del sistema supramolecolare.
Il primo dei nostri obiettivi è la sintesi di nuovi materiali con proprietà funzionali contenenti semplici eterocicli azotati e ioni di metalli di (prima e seconda) transizione, e la valutazione ed ottimizzazione delle loro performances ottiche, magnetiche, catalitiche, etc. L’utilizzo di semplici sintoni eterociclici anionici (pirazolati, imidazolati, pirimidinolati [3], pirazolonati, triazolati, etc.) ed opportuni ioni metallici nell’assemblaggio di materiali polimerici di coordinazione a diversa dimensionalità dovrebbe permettere la sintesi di >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Una delle sfide della chimica moderna è quella che prevede la preparazione di nuovi materiali polimerici aventi proprietà funzionali predefinite, ed utili in diversi campi applicativi, ottenibili mediante una precisa scelta dei sintoni molecolari (building units) ed un attento controllo delle tecniche di assemblaggio [16]. La capacità dei chimici di “creare” polimeri funzionali di tipo inorganico (covalenti, come silossani, fosfazeni) o di coordinazione (basati, cioè, su nodi metallici e spaziatori, normalmente, organici) si è sviluppata soltanto negli ultimi decenni, molto dopo l’avvento “dell’età della plastica e dei polimeri organici”, anche a causa delle difficoltà intrinseche presenti nell’accrescimento degli stessi (competizione con oligomeri ciclici a basso peso molecolare) o nell’introduzione di ioni metallici in maniera preorganizzata all’interno della matrice polimerica. Grazie alle conoscenze sviluppate negli ultimi decenni nella chimica di coordinazione ed alla possibilità di caratterizzare, in fase solida, materiali “reali” con tecniche spettroscopiche e strutturali prima non disponibili (CP-MAS NMR, XRPD, SAED, EXAFS, INS), ora il quadro della situazione è notevolmente mutato, e permette al chimico inorganico di progettare e sintetizzare con relativa semplicità diversi tipi di polimeri inorganici, utilizzando procedure logiche di crystal engineering [17]. Coerentemente, sono apparsi in letteratura diversi materiali polimerici con differenti caratteristiche >>>