Chimica dei materiali inorganici e ibridi (NanoMat@Lab)

NanoMat@Lab è nato sotto la guida della Prof.ssa Franca Morazzoni e si occupa della sintesi attraverso metodi di soft-chemistry e della caratterizzazione funzionale materiali inorganici e ibridi per il risparmio energetico.

Materiali nanostrutturati per catalisi, fotocatalisi e energy storage
nanostructured materials

La ricerca è indirizzata verso la sintesi attraverso metodi di soft-chemistry di nanoparticelle ossidiche con morfologia controllata (e.g. TiO2 , ZnO, MoO3) e di sistemi con porosità modulabile (silice macro/mesoporosa o Metal Organic Frameworks, MOF), e allo studio del meccanismo (formazione e reattività di difetti paramagnetici) delle reazioni (foto)catalitiche nelle quali sono coinvolti attraverso tecniche spettroscopiche e spettromagnetiche. In dettaglio, la possibilità di controllare dimensione, anisotropia, e funzionalità superficiali di questi sistemi utilizzando catalizzatori (acidi o basi), templanti (e.g. surfattanti), agenti cappanti o particolari solventi, è stata sfruttata per la modulazione dell'interfaccia ibrida organico-inorganico. Essa infatti gioca un ruolo fondamentale nel determinare le proprietà finali dei materiali e la loro implementazione nello sviluppo di materiali ibridi avanzati comunemente utilizzati nel disinquinamento di aria e acqua, nella conversione di CO2 in combustibili come CH4 e CH3OH, e nella produzione di elettrodi per batterie a ione Na.

Filler inorganici per nanocompositi polimerici multifunzionali
nanofiller

La ricerca in questo ambito è indirizzata verso la preparazione attraverso tecniche bottom-up di nanoparticelle ossidiche (principalmente ZnO e SiO2 ) e polisilsesquiossani (PSQ) con caratteristiche morfologiche e superficiali controllate, impiegate in diverse applicazioni (i.e.
automotive, materiali dielettrici e gas-barrier).
In particolare, a partire dal 2008, questi materiali sono stati sfruttati dal gruppo, in collaborazione con altri partner accademici e industriali (i.e Pirelli Tyres, SAES Getters), per la preparazione di nanocompositi polimerici innovativi principalmente utilizzati in ambito tires. In questo contesto, i risultati dell’attività hanno fornito un impatto scientifico e tecnologico rilevante, portando un materiale sviluppato nei laboratori di NanoMat@Lab ad essere prodotto e commercializzato dall’industria.
Attualmente, si sta lavorando ad estendere l’impiego di questi nanofillers per la produzione di altri nanocompositi multifunzionali (e.g. compositi conduttivi per materiali low-k o high-k, coatings O2 barrier) dove, oltre ad una peculiare funzionalità, possano essere garantite buone proprietà termomeccaniche.

Gruppo di ricerca

Laboratori

Laboratorio Elettrochimica – Edificio U5, Piano 1, locale 1011
Laboratorio ESR – Edificio U5, Piano Terra, locale T065

Facilities
  • due laboratori per la sintesi di materaili inorganici: reattori solvotermali, fornaci per il trattamento termico fino a 1600°C, Schlenk lines, reattori per il mixing provvisti di impeller, centrifughe
  • impianto bench-scale per test fotocatalitici sotto irraggiamento di luce UV o Visibile;
  • Analizzatore di Carbonio Organico Totale (TOC) Shimadzu TOC-V CSH per campioni liquidi e gassosi;
  • Diffrattometro a raggi X per polveri (XRPD, Rigaku);
  • Microscopio Elettronico a Scansione (SEM, TESCAN VEGA 5136XM with EDAX GENESIS 4000XMS probe);
  • Termogravimetria (TGA) fino a 1400°C connessa alla spettrometria di massa (MS);
  • Spettrometro ESR Bruker con criostato (N 2 o He).

 
Il Gruppo ha accesso inoltre a:

  • Microscopio Elettronico a Trasmissione (TEM/HRTEM), in collaborazione con l’Università di Venezia;
  • NMR a stato solido, in collaborazione con l’Università di Trento.
Nanomat@lab poster