Nanospazi per polimerizzazione allo stato confinato e cattura di gas

La preparazione e la caratterizzazione di nuovi materiali nanostrutturati,  che mostrano porosità permanente o includono polimeri in architetture supramolecolari, sono l'obiettivo principale del nostro gruppo di ricerca. Gli sforzi per progettare adatti nanospazi e ottimizzare interfacce estese ha permesso la fabbricazione di materiali contenenti gas e polimeri dotati di proprietà speciali e morfologia desiderata. La relazione struttura-proprietà  è stata fornita da una caratterizzazione accurata di risonanza magnetica nucleare per rotazione all'angolo magico (MAS NMR) e NMR con campione statico. Per questi fini abbiamo a disposizione laboratori di sintesi ed un laboratorio dedicato alla spettroscopia NMR dello stato solido.

Progetti di ricerca in corso

Gli attuali argomenti di ricerca riguardano i temi generali di confinamento di molecole e di macromolecole in gallerie e nanocanali di varie dimensioni (0.5 - 4.5 nm). I materiali nanoporosi sono sintetizzati e sfruttati a tale scopo, realizzando assorbimento di gas e polimerizzazione allo stato confinato.
Le matrici comprendono cristalli molecolari (inclusi dipeptidi porosi), strutture mesoporose ibride, polimeri iper-reticolati, polimeri porosi organici e strutture metallorganiche porose. Le matrici, che mostrano estese aree interattive (1000 - 5000 m2/g), formano intime addotti host-guest, realizzando materiali organici straordinariamente robusti e solidi contenenti rotori molecolari, la cui dinamica è regolata dalle specie diffuse al loro interno.
Lo studio di reattività e l'interazione delle specie incluse nei contenitori nanometrici comprende anche repliche morfologiche ottenute per polimerizzazione o trasformazione termica dei polimeri inclusi in polimeri coniugati e in nanofibre di carbonio. I processi di diffusione dei gas nei materiali porosi e la diretta rilevazione di gas diffusi nei solidi è effettuata mediante la tecnica MAS e NMR iperpolarizzato (129Xe, CO2 e metano).

Gruppo di ricerca

Laboratori

Laboratorio NMR Stato Solido – Edificio U5, Piano Terra, locale T067A/B
Laboratorio – Edificio U5, Piano 1, locale 1021

Facilities

Spettrometro NMR Bruker Avance_300 MHz con magnete superconduttore wide bore di 7.05 Tesla dedicato allo stato solido, equipaggiato con amplificatore di alta potenza, 15 kHz velocià di rotazione all'angolo magico con diverse sonde e teste di misura per la registrazione di nuclei in modalità statica. Spettrometro NMR Bruker Avance III_600 MHz dotato di cryoprobe ed equipaggiato anche con sonde HR MAS e CP MAS 35 kHz. Pompe ad alto vuoto (10-9 torr) ed installazione per spettroscopia dello Xenon iperpolarizzato (laser-excited NMR). Assorbitori di gas/vapori automatizzati Micromeritics, DSC, GPC, DMA.