Laboratori di ricerca

apparato chimico

La ricerca del Dipartimento di Chimica è organizzata, più che per gruppi, su linee di ricerca e laboratori di ricerca ben strutturati ed equipaggiati.

Storicamente l'aggregazione in gruppi è presente più per settori disciplinari che non per attività di ricerca. Questo anche per la natura estremamente multidisciplinare e trasversale delle competenze della Chimica e per la capacità dei ricercatori di rispondere sempre a stimoli e richieste del mondo accademico ed esterno.

Abbiamo, quindi, scelto di presentare la ricerca del Dipartimento attraverso le sue linee di ricerca attive, mostrando tutte le tematiche di ricerca del Dipartimento su diversi livelli, sia in un contesto nazionale che internazionale.

Laboratorio di analisi di contaminanti organici in matrici complesse

Responsabile: Francesca Buiarelli

Sviluppo di procedimenti analitici affidabili, rapidi sensibili per la separazione, caratterizzazione e determinazione di composti organici in matrici complesse ambientali (aria e acqua), alimentari e biologiche. Dopo opportuna preparazione del campione basata sull' estrazione e/o purificazione degli analiti dalla matrice, l'analisi mediante tecniche separative, cromatografiche ed elettroforetiche, classiche (HPLC-UV e CE-UV) o accoppiate alla spettrometria di massa come GC-MS e HPLC-MS-MS permette il conseguimento degli obiettivi prefissati.

Laboratorio di analisi elementare mediante spettroscopia atomica

Responsabile: Maria Luisa Astolfi

Il laboratorio svolge attività di ricerca e supporto tecnico-scientifico nel campo dell’analisi elementare di matrici complesse di natura ambientale, alimentare e biologica con lo scopo di sviluppare metodi analitici affidabili, rapidi, a basso costo e applicabili in studi di monitoraggio ambientale, di biomonitoraggio e della qualità e sicurezza alimentare. La determinazione analitica per la caratterizzazione elementare qualitativa e quantitativa delle matrici considerate è effettuata tramite l’uso di diverse tecniche analitiche strumentali: spettroscopia di emissione al plasma con rivelazione ottica e di massa (ICP-OES e ICP-MS, rispettivamente), spettroscopia di assorbimento atomico con fornetto di grafite (GF-AAS), spettroscopia di assorbimento atomico con analizzatore automatico del mercurio (Automatic Solid/Liquid Mercury Analyzer, AMA) e spettroscopia di fluorescenza atomica (AFS). Il laboratorio dispone, inoltre, di un forno a microonde per la preparazione dei campioni, di un cromatografo ionico e di uno spettrofotometro UV-VIS.

Laboratorio di Bionanotecnologie per applicazioni industriali

Responsabile: Cleofe Palocci

Sviluppo ed utilizzo di metodologie innovative per la preparazione di materiali di tipo polimerico, anche di dimensioni nanometriche, per applicazioni biotecnologiche sostenibili in campo ambientale e biomedico (estrazione con solventi green di sostanze bioattive e biopolimeri da biomasse, incluse quelle di scarto).

Laboratorio di caratterizzazione di materiali nanostrutturati

Responsabile: Ida Pettiti

Laboratorio di caratterizzazione mediante tecniche chimico-fisiche di materiali nanostrutturati.

Laboratorio di Caratterizzazione strutturale di sistemi disordinati

Responsabile: Paola D'Angelo

Sviluppo e applicazione di metodologie integrate avanzate per lo studio di sistemi disordinati di elevato interesse fondamentale ed applicativo, come ad espio liquidi ionici, solventi eutettici profondi (DES) o i reticoli metallorganici (MOF). Tali metodologie integrano prevalentemente la spettroscopia di Assorbimento dei raggi X con diversi metodi teorici quali la Dinamica Molecolare e i calcoli ab initio. 

Laboratorio di catalisi eterogenea

Responsabile: Daniela Pietrogiacomi

Nel laboratorio si effettuano studi di reattività catalitica solido-gas in reattori a letto fisso connessi a linee in flusso termo-controllate dotate di gas-cromatografo per analisi di reagenti e prodotti, studi di caratterizzazione di superficie mediante spettroscopia FTIR in situ in linee da vuoto, e studi di intermedi di reazione mediante spettroscopia FTIR-Operando (cella termo-controllata per analisi GC-FTIR in flusso in condizioni di reazione).

Laboratorio di chimica analitica forense

Responsabile: Roberta Curini
Linee di ricerca:

Laboratorio di Chimica Analitica Verde

Responsabile: Alessandra Gentili

Sviluppo di metodologie estrattive e separative in linea con i dettami della Green Chemistry applicabili ai diversi settori della Chimica Analitica (ambientale, alimentare, clinico e farmaceutico). Sviluppo di nuovi materiali adsorbenti e solventi ecocompatibili per la realizzazione di tecniche estrattive miniaturizzate. Tecniche microfluidiche (nano-HPLC, elettroforesi capillare, elettrocromatografia) e sviluppo di strategie di riciclo per una chimica ecosostenibile.

Laboratorio di Chimica supramolecolare su superficie

Responsabile: Valeria Lanzilotto

Piccole molecole organiche contenenti eteroatomi quali O e N vengono adsorbite in condizioni di ultra-alto-vuoto su superfici metalliche bene definite, ad esempio Au(111) o Cu(111). L'organizzazione delle molecole su superficie può essere guidata sia dalla formazione di legami idrogeno intermolecolari che dall'interazione molecola-substrato. Attraverso tecniche spettroscopiche che si basano sulla luce di sincrotrone, quali ad esempio la fotoemissione da raggi X (XPS) o l'assorbimento di raggi X (NEXAFS), è possibile determinare quale tipo di interazione sia prevalente e di conseguenza estrarre informazioni sulle proprietà strutturali dello strato organico così costituito. Le misure spettroscopiche possono essere affiancate da misure morfologiche effettuate con la microscopia a scansione basata sull'effetto tunnel (STM).

Laboratorio di Chimica Supramolecolare: Catalisi e "Fuels" per Macchine Molecolari

Responsabile: Stefano Di Stefano

La nostra ricerca è incentrata sull'applicazione degli strumenti offerti dalla chimica supramolecolare per lo sviluppo di catalizzatori dotati di selettività inedita e di carburanti (fuels) chimici per il funzionamento di macchine molecolari.

Laboratorio di Chimica supramolecolare: riconoscimento molecolare e sensing

Responsabile: Antonella Dalla Cort

Obiettivo del gruppo è lo studio dei processi di riconoscimento molecolare che utilizzano le interazioni deboli, non covalenti, per formare complessi di tipo host-guest. Tra i sistemi studiati e utilizzati come recettori vi sono i complessi formati da metalli e basi di Schiff (per es. i sistemi salofen-metallo) atti a riconoscerenumerose specie, tra cui gli anioni, tramite interazioni acido-base di Lewis. Il riconoscimento viene studiato sia in solventi organici che in acqua, al fine di sviluppare sistemi di monitoraggio per i substrati che funzionano da guest.

Laboratorio di chimica teorica-computazionale

Responsabile: Enrico Bodo

Nei laboratori di chimica computazionale, l’attività di ricerca si svolge al computer e attraverso l’uso di macchine dedicate al supercalcolo sia italiane che europee. L’attività di ricerca del Prof. E. Bodo è rivolta allo studio della struttura, della dinamica e delle proprietà di materiali come i liquidi ionici. Il gruppo inoltre utilizza tecniche computazionali per lo studio e l’analisi di processi spettroscopici molecolari. Infine, nello stesso gruppo ci si occupa anche di modellazione di reazioni chimiche rilevanti per il mezzo interstellare. 

Laboratorio di colloidi e interfasi

Responsabile: Luciano Galantini

Strutture supramolecolari costituite da molecole anfifiliche di natura biologica trovano importanti applicazioni nelle nanoscienze in ambiti sia biomedici (trasporto e rilascio di molecole attive, ingegneria tissutale, etc) sia puramente tecnologici (optoelettronica, crescita e stabilizzazione di nanomateriali, etc.). Obiettivo della ricerca del laboratorio è sintetizzare molecole anfifiliche usando precursori di origine biologica quali amminoacidi, zuccheri e sali biliari per poi studiarne l'autoassociazione, allo stato puro o in miscela con polimeri o lipidi, insieme a possibili applicazioni nanotecnologiche. Particolare interesse è rivolto all’individuazione di antibiotici e di sistemi per incapsulamento, trasporto e rilascio controllato di farmaci.

Laboratorio di Dinamica delle reazioni chimiche elementari

Responsabile: Domenico Stranges

In questo laboratorio si studiano sperimentalmente la dinamica delle reazioni chimiche a livello molecolare, quali processi di fotodissociazione, reazioni bimolecolari e pirolisi a “flash”. Si identificano i canali primari di reazione, le loro abbondanze relative e si ottengono informazioni sulle superfici di energia potenziale su cui evolvono tali processi. Il nostro interesse è rivolto principalmente allo studio di sistemi molecolari (anche transienti quali radicali liberi) di interesse nella chimica dell’atmosfera terrestre e degli spazi interstellari, dei processi di combustione e di elettroliti per batterie al litio.

Laboratorio di Elettrochimica e nanotecnologie per materiali avanzati - ENAM

Responsabile: Maria Assunta Navarra

L’implementazione di dispositivi sempre più efficienti per l’accumulo e la conversione dell’energia richiede lo sviluppo di materiali funzionali innovativi e l’ottimizzazione delle componenti elettrodiche ed elettrolitiche già esistenti, in risposta alla crescente richiesta energetica e in un’ottica di sostenibilità economica ed ambientale. In questo contesto, il laboratorio ENAM propone un approccio sperimentale che va dalla sintesi dei materiali alla loro applicazione in dispositivi prototipo (batterie, celle a combustibile ed elettrolizzatori), passando attraverso una vasta gamma di caratterizzazioni chimico-fisiche ed elettrochimiche. Di recente interesse è inoltre l’applicazione di metodi elettrochimici allo studio di manufatti metallici nel campo dei beni culturali e lo sviluppo di materiali e procedure per la rimozione dei prodotti di corrosione.

Laboratorio di Fotoelettrochimica

Responsabile: Danilo Dini

Sintesi e studio di sistemi conduttori/semiconduttori da adottare come materiali elettrodici/strati funzionali in dispositivi fotoelettrochimici e fotovoltaici per la conversione dell'energia solare in energia elettrica e chimica.

Laboratorio di materiali organici stimolo sensibili

Responsabile: Patrizia Gentili

Il gruppo di ricerca è composto dalla Prof.ssa Patrizia Gentili e dalla Dott.ssa Francesca d'Acunzo dell'Istituto per i Sistemi Biologici del CNR, e si avvale del contributo di Dottorandi in Scienze Chimiche. Diverse collaborazioni sono in atto con altro personale del Dipartimento e non.
La sintesi di nuovi composti organici anche polimerici e lo studio delle loro proprietà si basa su un rigoroso approccio chimico organico fisico, frutto di una profonda esperienza dello studio dei meccanismi di reazione. Gli strumenti a disposizione sono GC, GC-Massa, HPLC, GPC, spettrofotometri, spettrometro NMR, piccola strumentazione per misure di voltammetria ciclica e per lo studio di reazioni fotochimiche via NMR con la metodologia ex situ ed in situ basata su sorgenti LED.

Laboratorio di materiali polimerici

Responsabile: Andrea Martinelli

Caratterizzazione chimico-fisica e meccanica di materiali polimerici tramite tecniche di calorimetria differenziale a scansione, termogravimetria, spettroscopia FTIR a temperatura variabile, analisi meccanica sforzo-deformazione e dinamo-meccanica, misura di angolo di contatto.

Laboratorio di metabolica e proteomica

Responsabile: Anna Laura Capriotti

Il laboratorio ha come scopo quello di sviluppare metodologie analitiche avanzate basate sulla cromatografia liquida accoppiata alla spettrometria di massa a bassa ad alta risoluzione (con analizzatori di tipo Orbitrap) per la determinazione di composti in matrici agroalimentari, biologiche e ambientali. In particolare, vengono sviluppati metodi di arricchimento e purificazione di specifiche classi di composti mediante l'utilizzo di fasi stazionarie e materiali innovativi. Una vasta parte della ricerca è poi dedicata alle scienze omiche e alla identificazione di classi di composti quali i lipidi, i polifenoli, i peptidi e i cannabinoidi tramite software bioinformatici dedicati.

Laboratorio di metodi analitici basati su l'impiego di enzimi

Responsabile: Anna Maria Girelli

Sviluppo di metodi analitici mediante l'impiego di enzimi in forma libera o immobilizzata. L'immobilizzazione del biocatalizzatore, presentando notevoli vantaggi rispetto agli enzimi liberi è particolarmente idonea per la risoluzione di problemi in campo alimentare e ambientale.

Laboratorio di metodiche per la determinazione di rischio chimico ambientale

Responsabile: Alessandro Bacaloni

Il laboratorio utilizza, tara o predispone strumentazione anche innovativa per il campionamento e/o la determinazione diretta di agenti chimici in ambienti di lavoro o di vita; si sviluppano e applicano metodiche per la valutazione dei dati così ottenuti.

Laboratorio di metodologie analitiche innovative

Responsabile: Stefano Materazzi

Sviluppo di nuovi approcci analitici, mediante tecniche accoppiate, tese alla caratterizzazione di analiti di interesse forense o bioanalitico. Particolare impulso viene dato alla messa a punto e validazione di metodiche portatili per determinazioni in-loco.

Laboratorio di modellizzazione teorico-computazionale di sistemi molecolari complessi

Responsabile: Marco D'Abramo

Il laboratorio ha come scopo l'esecuzione di simulazioni di dinamica molecolare e di calcoli quanto-meccanici per caratterizzare sistemi molecolari complessi attraverso un approccio integrato di tipo teorico-computazionale.
Per la parte computazionale, si avvale di 4 workstation dotate di GPU dedicate alle simulazioni di Dinamica Molecolare ed a calcoli quanto-meccanici.
Per l'archiviazione dei dati, il laboratorio è dotato di 4 unità NAS che complessivamente sono in grado di contenere circa 20 Tb.

Laboratorio di nanomateriali ibridi bioispirati

Il laboratorio progetta coniugati ibridi di ispirazione biologica per ottenere materiali nanostrutturati biocompatibili per applicazioni in nanomedicina. L’attività che si svolge nel laboratorio è diretta, quindi, alla sintesi di polimeri, peptidi, polisaccaridi e loro nuovi coniugati ibridi ed alla caratterizzazione strutturale e biologica dei nanomateriali che si ottengono per associazione spontanea in solvente acquoso. Il laboratorio è dotato di strumentazioni come Dynamic e Static Light Scattering, dicroismo circolare, HPLC e GPC, viscosimetria e reologia, fluorimetria. Per le caratterizzazione morfologica e biologica dei materiali ci si avvale della strumentazione di Sapienza e di collaborazioni esterne (microscopie elettroniche TEM e SEM, AFM).

Laboratorio di polimeri e compositi per applicazioni biomediche ed ambientali

Il laboratorio si occupa di sviluppare materiali polimerici biocompatibili e/o biodegradabili, e compositi applicabili nel settore medico, biotecnologico ed ambientale. In particolare, l’attività scientifica del gruppo di ricerca afferente al laboratorio è diretta alla sintesi, alla modifica e alla caratterizzazione, in termini di proprietà strutturali, morfologiche, termiche, meccaniche e biologiche, di polimeri sia di sintesi che naturali. Le applicazioni di tali materiali riguardano l’ingegneria tissutale, il rilascio controllato di farmaci, la realizzazione di dispositivi medici e la preparazione di biocatalizzatori supportati su matrici polimeriche da impiegare nel risanamento ambientale. Il laboratorio è dotato delle principali strumentazioni per la caratterizzazione dei materiali sotto il profilo fisico-meccanico mentre ci si avvale di collaborazioni, sia all’interno della Sapienza che presso altre istituzioni, per la caratterizzazione biologica dei materiali.

Laboratorio di processi radicalici e di trasferimento elettronico

Responsabile: Osvaldo Lanzalunga

L’attività svolta nel laboratorio si inserisce nell’ambito del settore di ricerca riguardante lo studio di processi radicalici e di trasferimento elettronico e in particolare dello studio delle proprietà e della reattività di radicali e radicali ioni e del loro ruolo in ossidazioni chimiche, enzimatiche e biomimetiche. L’attività è incentrata sullo studio di vari aspetti riguardanti la struttura e la reattività di radicali all’ossigeno (amminossil e alcossil radicali) e di radicali cationi di composti alchilaromatici, ammine aromatiche, solfuri e solfossidi aromatici. Una particolare attenzione è rivolta allo studio del ruolo che tali specie giocano in processi ossidativi promossi da ossidanti chimici, enzimatici e biomimetici (metalloporfirine come modelli sintetici delle emoproteine e complessi di ferro-noneme come modelli di ossigenasi noneme).

Laboratorio di Scienza delle superfici di materiali elettroattivi

Responsabile: Andrea Giacomo Marrani

Vengono studiate le caratteristiche superficiali (composizione chimica, struttura elettronica) di materiali elettroattivi che trovano applicazione in dispositivi avanzati come semiconduttori e metalli per batterie, celle solari, sensori, supercapacitori, materiali a base di grafene. Si utilizzano metodi elettrochimici, spettroscopici (XPS, UPS) e microscopici (AFM). Si preparano anche superfici funzionalizzate con molecole organiche e organometalliche per applicazioni in elettronica molecolare in condizioni di atmosfera controllata, grazie all'uso di dry-box e linea di Schlenck.

Laboratorio di sensori e biosensori

Responsabile:

Studio dei meccanismi di degrado di materiali lapidei, principalmente quelli di interesse storico-artistico. Indagini diagnostiche per la caratterizzazione di materiali costituenti i Beni Culturali, degli eventuali prodotti di degrado e dei fattori che lo causano. Studio del microclima dell'ambiente conservativo mediante monitoraggio e analisi multivariata e/o chemiometrica. Caratterizzazione e applicazione all'analisi di matrici reali di biosensori.

Laboratorio di sicurezza alimentare

Responsabile: Chiara Cavaliere

Il laboratorio, avvalendosi della tecnica ifenata cromatografia liquida-spettrometria di massa a bassa e alta risoluzione, si occupa dello sviluppo e della successiva applicazione di metodi analitici per la determinazione di contaminanti, sia di origine naturale sia antropica, in matrici alimentari, nonché di contaminanti ambientali (e loro eventuali prodotti di trasformazione), con particolare attenzione verso quelli di emergente preoccupazione.

Laboratorio di sintesi di sostanze naturali bioattive, e loro analoghi e derivati

Responsabile: Luisa Maria Migneco

Sviluppo di strategie semplici per la sintesi di prodotti naturali bioattivi, studio di alcuni aspetti delle reazioni utilizzate e lo sviluppo di metodologie per la soluzione di problemi sintetici specifici. Vengono inoltre perseguiti obiettivi di interesse farmaceutico. L'attività viene portata avanti anche attraverso collaborazioni con membri della comunità scientifica di Sapienza, di enti di ricerca, e di aziende.

Laboratorio di Sintesi e caratterizzazione di macrocicli tetrapirrolici di tipo porfirazinico

Responsabile: Maria Pia Donzello

Progettazione, la sintesi, la caratterizzazione chimico-fisica generale e lo studio delle proprietà fotofisiche e fotochimiche di nuovi macrocicli tetrapirrolici di tipo porfirazinico, mono- e multinucleari aventi innovative caratteristiche strutturali che conferiscono potenzialità di applicazione in campo biochimico/biomedico.

Laboratorio di sintesi e caratterizzazione di materiali nanostrutturati

Responsabile: Alessandro Latini

Il laboratorio si occupa della sintesi, caratterizzazione e studio della stabilità di materiali inorganici e ibridi, in particolar modo di materiali di interesse per applicazioni in conversione fotovoltaica dell'energia solare.
Attualmente la ricerca è focalizzata su tre linee principali: 1. Individuazione di nuovi sistemi perovskitici ibridi metallo alogenuro con cationi organici ad elevata coniugazione per applicazioni fotovoltaiche e in dispositivi luminescenti; 2. Studio della stabilità termica e termodinamica di perovskiti ibride metallo alogenuro altamente performanti in dispositivi fotovoltaici; 3. Studio di ossidi semiconduttori per la realizzazione di eterogiunzioni per celle a Si.

Laboratorio di Sintesi organica

Responsabile: Francesca Leonelli

Il laboratorio si occupa di sintesi organica. Gli studi sintetici effettuati coprono diverse classi di composti, da quelli bioattivi di origine naturale a quelli ideati sulla base di determinate caratteristiche chimico-fisiche o biologiche richieste (liquidi ionici, molecole chirali, molecole bioattive).
Il laboratorio è servito da diversi strumenti: HPLC analitico e semipreparativo (rivelatore UV e RID), GC-MS, IR/ATR.

Laboratorio di Sintesi organica di molecole polifunzionali per nuovi materiali

Responsabile: Andrea D'Annibale

Sintesi di nuove molecole polifunzionali da impiegare come building blocks nella preparazione di materiali "intelligenti". Le sintesi attuate sfruttano come materiali di partenza molecole naturali ampiamente disponibili a basso costo, possibilmente dotate di chiralità definite, che vengono trasformate, attraverso reazioni il più possibile ecosostenibili, in composti organici dotati di proprietà interessanti per lo sviluppo di materiali.

Laboratorio di sintesi organica e organocatalisi stereoselettiva

Responsabile: Fabrizio Vetica

L’attività di ricerca svolta presso il laboratorio rientra nell’ambito della chimica sostenibile. In particolare, le tematiche di ricerca principali riguardano: i) ottimizzazione di processi sintetici multi-step per la sintesi stereoselettiva di molecole complesse con potenziale applicazione farmaceutica. A tal fine, vengono studiate reazioni sequenziali domino/one-pot organocatalizzate, le quali semplificano le procedure sintetiche e permettono di ridurre i costi e l’impatto ambientale delle metodologie; ii) in collaborazione con il laboratorio della Prof. Marta Feroci (SBAI, Sapienza) viene studiato l’utilizzo di liquidi ionici quali efficienti sistemi solvente/elettrolita di supporto in esperimenti di elettrolisi per la sintesi di composti organici con poteziale interesse industriale e farmaceutico. Questi sistemi elettrochimici possono essere riciclati, riducendo gli scarti e l’impatto ambientale.

Laboratorio di sistemi colloidali

Responsabile: Camillo La Mesa

Razionalizzazione del comportamento di sistemi colloidali “ibridi", nei quali colloidi diversi per loro natura e composizione si fondono in un’unica unità avente funzionalità multiple, complementari, ma anche aggiuntive, rispetto a quelle delle specie di partenza. La caratterizzazione fa uso di metodi chimico-fisici classici per i colloidi, il DLS, le microscopie elettroniche (TEM e SEM) e le misure di mobilità elettro-foretica, più altri metodi ancillari.

Laboratorio di Sistemi supramolecolari chirali basati su derivati porfirinici

Responsabile: Donato Monti

Studio di nuovi sistemi porfirinici, caratterizzati dalla presenza di funzionalità chirali, come residui amminoacidici conformazionalmente bloccati (D- ed L-prolina). In particolare ne vengono studiate le caratteristiche di auto-aggregazione, in soluzione ed in fase solida, allo scopo di mettere in luce le importanti correlazioni tra caratteristiche strutturali (morfologia) e proprietà (chiralità supramolecolare) dei sistemi macroscopici ottenuti.

Laboratorio di Spettrometria di massa con sorgente molecolare effusiva (KEMS)

Responsabile: Andrea Ciccioli

L’attività principale condotta nel laboratorio consiste nell’uso della tecnica KEMS (Knudsen Effusion Mass Spectrometry) per a) la caratterizzazione di processi di evaporazione/decomposizione di materiali solidi e liquidi in condizioni prossime a quelle di equilibrio e lo studio delle relative proprietà termodinamiche, e b) l’identificazione di nuove specie molecolari formate in vapori inorganici ad alta temperatura (fino a 2000 °C) e la determinazione delle loro energie di dissociazione/atomizzazione mediante analisi termochimica degli equilibri gassosi in cui sono coinvolte.

Laboratorio di spettroscopia e chemiometria

Responsabile: Federico Marini

In ambito chimico-analitico, i metodi spettroscopici, in particolare le spettroscopie nella regione infrarossa (MIR e NIR) permettono una caratterizzazione efficiente, rapida e non-distruttiva/non-invasiva di molte matrici, anche complesse. In questo contesto, di particolare importanza è la possibilità di elaborare i segnali strumentali raccolti con queste tecniche attraverso modelli matematico-statistici che permettano di estrarre la maggior parte dell'informazione presente (chemiometria). Ed è proprio su questo binomio che si concentra l'attività di ricerca del laboratorio: infatti, da un lato è orientata verso lo sviluppo di metodi analitici di caratterizzazione di matrici complesse attraverso tecniche spettroscopiche di diversa natura, anche integrate tra loro, e dall'altro si focalizza sulla messa a punto di strategie chemiometriche in grado di dare risposte adeguate ai quesiti posti dalle specifiche problematiche in esame, anche, ove necessario, ideando e proponendo nuovi modelli e/o algoritmi.

Laboratorio di Spettroscopie di Fotoemissione e Nanoscopie

Responsabile: Robertino Zanoni

Il laboratorio, sorto nel 2002, comprende uno spettrometro integrato di fotoemissione operante in ultra alto vuoto M-XPS Omicron Nanotechnology, equipaggiato con due sorgenti a raggi X convenzionali e una monocromatica, una lampada a elio per radiazione UV, uno spettromicroscopio di fotoemissione (PEEM) e un microscopio AFM/STM. Le spettroscopie fotoelettroniche sono un insieme di tecniche operanti in ultra-alto vuoto e rivolte all'ottenimento delle informazioni riguardanti la struttura elettronica di campioni in diversi stati di aggregazione, investigati – se solidi – nei primissimi strati atomici a partire dalla superficie.

Laboratorio di Struttura dei materiali disordinati

Responsabile: Olga Russina

Il Laboratorio SMD è dedicato allo studio strutturale ed alla caratterizzazione chimico-fisica di sistemi disordinati, come liquidi molecolari, liquidi ionici, DES (solventi eutettici), elettroliti liquidi, soluzioni di sali organici e inorganici, e, più in generale, di sistemi amorfi come polimeri e vetri.

Laboratorio di Strutturistica Chimica Diffrattometrica

Responsabile: Gustavo Portalone

L'attività di ricerca del gruppo di Strutturistica Chimica Diffrattometrica è principalmente dedicata alla Chimica Supramolecolare delle nucleobasi. Allo stato solido le basi canoniche, non canoniche ed epigenetiche del DNA/RNA possono essere riconosciute in modo specifico e selettivo dai derivati ammino sostituiti della piridina e della pirimidina (sistemi semplificati come modello delle basi puriniche) mediante formazione competitiva/sinergica di legami intermolecolari idrogeno e alogeno, con numerose e importanti ricadute nell'ambito delle discipline biomolecolari (DNA sintetico; PAM recognition mechanism: v. Structural Basis for the Canonical and Non-canonical PAM Recognition by CRISPR-Cpf1) e farmaceutiche (farmaci anticancro) e nella Chimica dei materiali (supercomputer a DNA). Inoltre è di particolare interesse per la Chimica prebiotica (sul perchè sia stato predisposto in natura l'accoppiamento delle nucleobasi secondo la schema A:T/U e G:C). Questa ricerca si avvale dell'approccio combinato delle tecniche di diffrazione di RX da cristallo singolo e da polveri, di calcoli teorici ab initio e di dinamica molecolare, di microscopia AFM e di misure termodinamiche.

Laboratorio di Teoria dello sviluppo dei processi chimici

Responsabile: Francesca Pagnanelli

L'attività di sviluppo di processi innovativi mira alla valorizzazione di rifiuti e scarti per l'ottenimento di materie prime secondarie ad alto valore aggiunto da re-immettere nel ciclo produttivo (economia circolare).

Laboratorio di Termodinamica dei complessi-equilibri in soluzione

Responsabile: Maria Rosa Festa

Studio di soluzioni acquose all'equilibrio di diversi sistemi, con grande varietà di tecniche analitiche e procedimenti sperimentali. La concentrazione di reagenti è variata e all'equilibrio è misurato il maggior numero di parametri.
Per ottenere risultati termodinamici è adottato il metodo “mezzo ionico costante”, che consente di mantenere costanti i coefficienti di attività.

Laboratorio di termodinamica dei materiali

Responsabile: Sergio Brutti

Laboratorio di ricerca focalizzato sullo studio di materiali e processi chimico fisici per le tecnologie di produzione/accumulo/conversione di energia e vettori energetici. Sviluppo e implementazioni di tecniche sperimentali avanzate basate sulla microscopia vibrazionale accoppiata ai metodi elettrochimici.

Laboratorio nanomateriali

Studio della sintesi e della caratterizzazione spettroscopica e strutturale di nanoparticelle metalliche funzionalizzate, di polimeri nanostrutturati e loro compositi funzionalizzati. In particolare, vengono preparate nanoparticelle metalliche funzionalizzate con tioli organici o organometallici, nanoparticelle polimeriche a base di poliacrilati, poliacetileni e metallo-poliini. Approccio bottom up per la preparazione di nanomateriali per applicazioni in optoelettronica e nanomedicina.

Laboratorio per lo studio dei colloidi e delle interfasi

Responsabile: Mauro Giustini

Nel laboratorio vengono messe a punto formulazioni per lo sviluppo di sistemi nanocompartimentalizzati biocompatibili a base polimerica (sia commerciali che di sintesi) per la veicolazione di specie farmacologicamente attive come farmaci, acidi nucleici e proteine, anche in coformulazione con tensioattivi naturali.
La loro caratterizzazione ci si avvale sia di tecniche di scattering (DLS, SAXS, potenziale zeta) sia di tecniche spettroscopiche (UV-Vis-NIR, fluorescenza).

Processi chimici e biologici per il risanamento e la protezione ambientale

Il laboratorio svolge un’intensa attività di ricerca nell’ambito dello sviluppo di processi e prodotti sostenibili per il risanamento e la protezione dell’ambiente. In particolare, l’attività si concentra sia su metodi e tecnologie di bonifica e recupero di aree contaminate che sulla valorizzazione di acque reflue e rifiuti organici in bioenergia e bioprodotti, in un’ottica di economia circolare, impiegando principi e metodologie propri dell’ingegneria chimica e delle biotecnologie industriali ed ambientali.
A tal fine, il laboratorio dispone di reattori chimici e biologici di differenti tipologie (PFR, CSTR, SBR, colonne impaccate, etc.) e scale (dalla scala di laboratorio alla micro-pilota), nonché di una vasta gamma di attrezzature analitiche (GC, TOC, IC, UV-Vis, RGD) per il monitoraggio dei principali parametri di processo. L’attività si estende frequentemente alla scala pilota e dimostrativa con applicazioni di campo e si svolge di solito nell’ambito di progetti europei e/o in collaborazione con aziende.

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