Dipartimento di Scienza dei Materiali

Magnetismo sotto controllo: verso una nuova “elettronica” più efficiente e sostenibile

La tradizionale teoria del magnetismo distingue tra materiali ferromagnetici (quelli con cui vengono realizzate le calamite) - in cui gli spin degli elettroni si “allineano” generando una magnetizzazione non nulla al di sotto di una temperatura critica – e antiferromagnetici, in cui gli spin degli elettroni su atomi vicini sono orientati nella stessa direzione ma con verso opposto, generando una magnetizzazione nulla.

Comprendere come i materiali naturali interagiscono con il ghiaccio

È sempre il momento di parlare di ghiaccio, anche in queste calde giornate estive. Se avete voglia di un gelato cremoso, allora potreste sapere che la sua consistenza può essere controllata da una specifica classe di materiali naturali, cioè i carboidrati. In particolare, i polisaccaridi, biopolimeri costituiti da lunghe catene di saccaridi, comunemente noti come zuccheri, possono essere utilizzati per controllare la dimensione dei cristalli di ghiaccio (spoiler: li volete il più piccoli possibile per ottenere un gelato cremoso!).

Premio Enrico Fermi 2025 a Marco Martini

Marco Martini, professore onorario di Fisica Applicata del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, ha vinto congiuntamente a Walter Kutschera, professore dell’Università di Vienna, e a Pier Andrea Mandò, professore emerito dell’Università degli Studi di Firenze, il Premio Enrico Fermi 2025 della Società Italiana di Fisica (SIF)  "per il loro ruolo originale e pionieristico nello sviluppo di tecniche nucleari e di spettroscopia di

Scrivere con le molecole: ordinamento di olefine N-eterocicliche su rame indotto da una punta STM

La modifica della struttura delle superfici ha un interesse che trascende gli aspetti fondamentali delle scienze chimiche, con rilevanti applicazioni nel campo della catalisi eterogenea, fotocatalisi, elettrocatalisi, sensoristica e microelettronica. Sovente si agisce mediante la deposizione sulla superficie di molecole organiche atte a formare Self-Assembled Monolayers, cioè strati estesi caratterizzati da un ordinamento spontaneo e, per quanto possibile, regolare di molecole organiche adsorbite.

Scienza computazionale delle superfici

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CompSurfLab è un laboratorio computazionale dedicato alla simulazione avanzata di superfici e interfacce mediante calcoli da principi primi. Viene in particolare studiata la formazione di strutture molecolari ordinate sulle superfici di metalli, ossidi e dicalcogenuri. La simulazione ha il ruolo preminente di elucidare il tipo di legame chimico che si forma tra molecole e superfici, la sua stabilità, la mobilità delle molecole, e le principali proprietà fisiche interfacciali (trasferimento di carica, momento di dipolo). Queste informazioni possono costituire la base per razionalizzare la reattività chimica superficiale. Ciò viene sovente fatto in collaborazione con gruppi sperimentali dediti a studi microscopici o spettroscopici.

Progettazione e caratterizzazione di network di coordinazione bidimensionali

Bidimensional coordination network

Questa linea di ricerca studia strutture ordinate bidimensionali che vengono cresciute su supporti di varia natura (metalli, ossidi, dicalcogenuri). L’interdipendenza tra il supporto e i blocchi costituenti il reticolo (atomi, o aggregati, metallici e molecole organiche, con particolare riferimento a molecole eterocicliche con gruppi carbenici,) permette di modularne le proprietà in funzione di numerose possibili applicazioni: catalisi, elettrocatalisi, sensoristica, ottica, o microelettronica. Questa linea di ricerca si basa sull’uso di strumenti computazionali da principi primi per il design di network coordinativi e per il supporto all’interpretazione di esperimenti di microscopia scanning probe e spettroscopia vibrazionale, anche mediante la realizzazione di spettri simulati.

Simulazione di proprietà chimico-fisiche di catalizzatori modello e materiali per storage elettrochimico

graph of the reactiviy of supported metal nanoclusters

Si applicano calcoli da principi primi e tecniche di dinamica molecolare ab-initio alla simulazione di proprietà chimico-fisiche di nanoaggregati metallici supportati di interesse catalitico o elettrocatalitico, strutture a base carbonio variamente funzionalizzate, o materiali a strati per l’intercalazione di cationi metallici per l’accumulo elettrochimico. Le simulazioni hanno lo scopo di individuare nessi proprietà-struttura e razionalizzare le tendenze di reattività chimica.

Responsabile

Prof. Sergio Tosoni

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