DIPARTIMENTO DI CHIMICA, MATERIALI E INGEGNERIA CHIMICA "GIULIO NATTA"

Laboratorio di Modellazione, Morfologia e Struttura dei Materiali

  • subjectCompetenze

    Le attività di ricerca del laboratorio 3MoSt sono rivolte all’indagine sperimentale e computazionale dei materiali a partire dalla scala atomica/molecolare, per arrivare ai livelli micro-strutturale e macroscopico.

    Le tecniche sperimentali sono in primo luogo basate sulla diffrazione a raggi X (WAXD, SAXS, cristallo singolo). I raggi X e altre sorgenti di radiazione (neutroni, elettroni, muoni) possono essere utilizzati accedendo a grandi laboratori, come ad esempio l’Istituto Paul Scherrer a Villigen (CH). Tecniche spettroscopiche e calorimetriche, come la spettroscopia di impedenza e la calorimetria differenziale a scansione, sono altresì utilizzate per indagare la dinamica, la morfologia e i passaggi di stato dei vari sistemi.

    Le metodologie di modellazione coprono un ampio spettro: dalla meccanica quantistica molecolare ab initio, alla cristallografia quantistica, fino alla dinamica molecolare con modelli atomistici o “a grana grossa”. Ove necessario queste metodologie possono essere combinate in approcci multi-scala, utilizzando risorse di calcolo ad alte prestazioni.

    I metodi sopra descritti sono utilizzati per prevedere e razionalizzare la struttura e le proprietà di materiali cristallini e delle loro superfici, oppure di materiali amorfi e polimerici. Sono di interesse sia le proprietà intrinseche macroscopiche (elettro-ottiche, magnetiche, meccaniche) che quelle di superficie (fenomeni di adsorbimento e adesione).

  • subjectAree di ricerca

    L’attività di ricerca nel nostro laboratorio è diretta all’identificazione e comprensione delle relazioni chiave struttura-proprietà in materiali molecolari o macromolecolari. Essa si fonda sulla combinazione di tecniche sperimentali e teoriche per caratterizzare la struttura e le proprietà di materiali cristallini, semicristallini o amorfi, organici, inorganici, metallorganici e ibridi. Guardando alle applicazioni, il nostro interesse è rivolto all’elettronica organica e metallorganica, alla spintronica, alla produzione e allo stoccaggio di energie rinnovabili, ai biomateriali per applicazioni in campo medico, alla tossicologia molecolare.

     

    Di seguito riportiamo un elenco delle principali tematiche di ricerca:

    • Struttura e modellazione di materiali per l’elettronica organica (S. V. Meille, G. Raos, A. Famulari, M. Casalegno)
    • Simulazione molecolare di interfacce polimeriche e nanocomposti (S. V. Meille, G. Raos)
    • Cristallografia, polimorfismo,  mesofasi e cristallizzazione di polimeri (S. V. Meille, G. Raos, M. Casalegno)
    • Simulazione quantistica di materiali cristallini organici e metallorganici (A. Famulari, P. Macchi)
    • Struttura e moti molecolari in elettroliti polimerici e liquidi ionici (M. Casalegno, G. Raos)
    • Cristallografia quantistica (P. Macchi)
    • Cristallografia ad alta pressione (P. Macchi)
    • Dinamica molecolare di adsorbimento di proteine su biomateriali e rivestimenti sostenibili con simulazioni atomistiche  (G. Raffaini, F. Ganazzoli)
    • Dinamica molecolare di ciclodestrine per il rilascio di farmaci (G. Raffaini, F. Ganazzoli)
  • peopleAssegnisti

    ALBERTO BAGGIOLI

  • peopleDottorandi

    MANUEL ANTONIO RUIZ RODRIGUEZ

    SIMONA SORBARA

  • linkParole chiave
    Molecular Modeling
    Biomaterials
    Drug Delivery
    Polymers
    Crystallography