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Descrizione:

I docenti appartenenti al SSD CHIM/07 operano presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Palermo e promuovono attività di ricerca e insegnamento nell’ambito degli argomenti tipici dei Fondamenti chimici delle tecnologie. In particolare, i docenti del settore CHIM/07 svolgono sia corsi di chimica di base che corsi più avanzati ad essa correlati per i CCS universitari di I e II ciclo del Dipartimento di Ingegneria. Sono inoltre attivamente coinvolti nel tutoraggio di studenti di dottorato e nello scambio di studenti Erasmus. Per quanto riguarda l'attività scientifica svolta, i principali punti sono riportati di seguito.

Gli ambiti di ricerca attualmente attivi sono i seguenti:

Fotocatalisi eterogenea. I ricercatori coinvolti nella fotocatalisi sono esperti da circa 30 anni in:

1. Preparazione e caratterizzazione di fotocatalizzatori. Lo scopo principale di questa ricerca è lo sviluppo di tecniche volte alla preparazione di nuovi materiali come fotocatalizzatori nanostrutturati e alla modifica delle loro proprietà foto-elettrochimiche mediante agenti droganti e sensibilizzanti. Lo studio include la caratterizzazione dei solidi mediante metodi classici come XRD, ESEM, FT-IR, SA (metodo BET), EDAX, ecc.

2. Reazioni foto-assistite e processi fotocatalitici. Le ricerche prevedono lo studio dei vari fotocatalizzatori mediante reazioni “prova” per confrontare le loro foto-attività anche in reazioni di sintesi selettive “verdi”.

3. Cinetica di reazioni fotocatalitiche eterogenee e modellazione di fotoreattori. Ulteriori aspetti riguardano la cinetica delle fotoreazioni eterogenee sviluppando modelli per il calcolo dei parametri cinetici intrinseci dei sistemi in esame.

4. Accoppiamento della fotocatalisi con altre tecnologie. Per il trattamento delle acque reflue sono necessari sistemi di abbattimento avanzati. Nuove tecnologie quali l'utilizzo di reattori ibridi a membrana, che consentono di eseguire processi potenzialmente applicabili, stanno riscuotendo un crescente interesse da parte della comunità scientifica. Associare le radiazioni UV agli ossidanti chimici rende questi processi particolarmente interessanti soprattutto per la degradazione delle sostanze inquinanti.

Chimica dei Polimeri. I ricercatori che operano nel campo della Chimica dei Polimeri sviluppano i seguenti progetti:

1. Sintesi di nuovi bio/nanomateriali per il rilascio controllato di farmaci e per la medicina rigenerativa. La ricerca è indirizzata verso (i) lo studio dei meccanismi di auto-organizzazione (self-assembly) e delle proprietà strutturali e funzionali di idrogeli biocompatibili, in grado di incorporare molecole biologicamente attive e/o cellule e cellule staminali e promuovere la rigenerazione di tessuti; (ii) la progettazione e la sintesi di nanoparticelle polimeriche e nanogeli per il rilascio di farmaci ed agenti di contrasto, oligonucleotidi e proteine in specifici tessuti, organi o cellule del corpo umano.

2. Correlazioni struttura-processo-proprietà di materiali compositi a matrice polimerica. L’attività di ricerca ha l’obiettivo di identificare le strategie più idonee per migliorare la tenacità e la resistenza alla delaminazione di compositi fibro-rinforzati a matrice polimerica e di contribuire a definire i meccanismi che sono alla base dei fenomeni di invecchiamento ambientale delle resine termoindurenti.

3. Chimica delle radiazioni ionizzanti e “radiation processing” di polimeri. L’interazione radiazione ionizzante (raggi gamma e fasci di elettroni accelerati) e materia è alla base dello sviluppo di approcci chimici sostenibili per la sintesi di nuovi materiali e nanomateriali, e per la modifica della struttura molecolare e delle proprietà di polimeri di origine naturale.

Elenco dei principali progetti di ricerca:

PON 01-02257dal titolo “Studio e sperimentazione di sistemi di fotoconversione con luce solare di CO₂ in metanolo, da utilizzare come combustibile- FotoRiduCO2”; PON 02-00153 2849085 dal titolo “Sviluppo di Tecnologie Innovative per il Trattamento dei rifiuti liquidi della navigazione finalizzate alla tutela dell’Ambiente Marino- STI-TAM”; PNR ARS01_00697 dal titolo “Advanced Green Materials for Cultural Heritage-AGM for CuHe”. Horizon 2020 – Call H2020-LCE-2014-1 Conversion of Low Grade Heat to Power through closed loop Reverse Electro-Dialysis (RED-Heat-to-Power). International Coordinator: WIP (Germany). Sub-task 4.2.1 "Temperature sensitive hydrogels" of the Task 4.2 "Assessment of potential of forward osmosis with temperature-sensitive drawing agents." of WP "Regeneration systems operating with very low-Temperature source"/ 2015, May – 2018, May. IAEA Coordinated Research Project (CRP) n. F22064 entitled “Nanosized Delivery Systems for Radiopharmaceuticals”/ IAEA Research Agreement N° No. 18349/R0 / 2014, Apr. – 2019, Mar. MIUR P.O.N. 2014-2020 TecHnology And materials for safe Low consumption and low life cycle cost veSSels And crafts - THALASSA (ARS01_00293) – Sub-task of OR3 “Development of impact-resistant laminates using electrospun nanofibers” and Sub-task of OR4 “Development of sustainable anti-fouling coatings based on oligo- and poly-saccharides”. Funded but not yet started.

Parole chiave: fotocatalisi, trattamenti avanzati delle acque, sintesi “verde” di molecule ad elevato valore aggiunto, bio/nano-materiali, auto-organizzazione, rilascio di farmaci, idrogeli, chimica delle radiazioni.