Laboratorio di Elettrochimica Molecolare (MECLab)

Lo studio dei meccanismi di trasferimento elettronico (eT) is sistemi (bio-)molecolari è di fondamentale importanza per comprendere la correlazione tra proprietà e struttura al fine di sviluppare nuove tecnologie, le cui applicazioni spaziano dalla catalisi e produzione di energia sostenibile alle piattaforme biosensoristiche. L’elettrochemiluminescenza (ECL) è un affascinante fenomeno causato da un eT altamente energetico tra radicali elettrogenerati che porta alla formazione di specie eccitate che emettono un fotone. ECL trova applicazione nei biosensori e nei dispositivi ad emissione di luce.

Gli sviluppi delle nanotecnologie, della micro- e nano-fabbricazione, e l’integrazione di tecnologie elettrochimiche ed ottiche (SPR, SERS) forniscono i mattoni per sviluppare dispositivi altamente sensibili e selettivi e giocheranno un ruolo fondamentale nella ricerca oncologica nel prossimo futuro. Infatti, essi forniranno gli strumenti essenziali per analisi rapide, quantitative ed economiche. La diagnosi precoce di biomarcatori tumorali proteici ed il monitoraggio farmacologico rappresentano una nicchia nel campo della biosensoristica oncologica che tuttora è carente di tecnologie e competenze integrate e che, quindi, necessita di studi più approfonditi.

Superfici elettrodiche funzionalizzate e nuovi materiali nanostrutturati possono fungere da sito catalitico per generare energia sostenibile (es. “idrogeno verde”) o accumulatori altamente performanti. Una miglior comprensione delle proprietà di tali materiali in termini di efficienza del trasferimento elettronico avrà senza dubbio delle ricadute notevoli per ciò che riguarda i cambiamenti climatici a potrà aiutare a migliorare le tecnologie esistenti ed a svilupparne di nuove. Nuove tecnologie sono, infatti, necessarie per arrestare (possibilmente) il surriscaldamento globale e per fornire alle prossime generazioni gli strumenti necessari per generare/consumare energia sostenibile e rinnovabile, prendendosi cura al contempo del nostro pianeta.

L'inquinamento ambientale rappresenta un problema complesso che minaccia la salute e la vita degli ecosistemi animali e vegetali nel nostro pianeta. Per ciò che riguarda l’inquinamento delle acque, nuovi materiali ingegnerizzati sono stati progettati, sintetizzati e testate per rendere più efficienti i processi di trattamento delle acque. Tra gli inquinanti delle acque, gli antibiotici sono stati studiati in dettaglio a causa dell’abuso che se ne fa e della loro capacità di causare un pericolo ecologico (ad es. blocco del sistema endocrino, resistenza antimicrobica, ecc.) e le loro proprietà mutageniche e cancerogeniche. Pertanto, lo sviluppo di nuovi materiali nanostrutturati che permettano la degradazione elettrocatalitica e fotocatalitica potrebbero fornire una via conveniente e sostenibile per raggiungere questo scopo.