Metodi d’Indagine per la Chimica
Metodologie analitiche e bioanalitiche
CNR-ICCOM sviluppa presso ABC-Lab della Sede Secondaria di Pisa nuove metodologie e strumentazioni per la determinazione e caratterizzazione di elementi, specie chimiche e biomolecole a livelli di tracce ed ultra tracce in campioni biologici, clinici e ambientali mediante metodi di spettrometria atomica, elettrochimici, cromatografici e tecniche separative accoppiate a rivelatori UV/visibile, fluorescenza, spettrometria di assorbimento e fluorescenza atomica, e spettrometria di massa. Tra le principali attività in evidenza si possono ricordare:
- Realizzazione di un analizzatore on-line per metalli in tracce nelle emissioni di centrali termoelettriche per la produzione di energia;
- Sviluppo di metodi per l’analisi di proteine, amminoacidi e metaboliti in fluidi biologici, colture cellulari e biomateriali;
- Caratterizzazione multi-tecnica di polimeri, biomateriali e materiali proteici derivanti dal recupero di materiale di scarto (keratina, collagene);
- Sviluppo di metodi di estrazione di polifenoli, sostanze bioattive e proteine da materiale di scarto basati su procedure solvent-free ed environmental friendly, sull’impiego di ultrasuoni, microonde, DES (Deep Eutectic Solvents) e NADES (Natural Deep Eutectic Solvents).
Metodi spettroscopici
Presso il laboratorio MaRS-Lab della Sede Secondaria di Pisa vengono sviluppate tecniche di risonanza magnetica nucleare (NMR) e di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) ed applicate allo studio di materiali organici, inorganici o compositi di interesse biologico, biomedico, tecnologico o ambientale. Di particolare rilevanza sono gli studi spettroscopici relativi a:
- Materiali e processi per la transizione energetica e la riduzione del cambiamento climatico: caratterizzazione strutturale e dinamica di materiali inorganici per il fotovoltaico (perovskiti), l’edilizia sostenibile (cementi con formulazioni innovative), la catalisi (materiali 2D,..), la separazione e lo stoccaggio di gas (MOF, membrane) e l’accumulo termico (MOF, sali inorganici) mediante tecniche di spettroscopia ssNMR multi-nucleare;
- Materiali e processi per l’economia circolare: applicazione della spettroscopia ssNMR del carbonio-13 per lo studio della sostanza organica nei suoli, nelle biomasse e nei rifiuti solidi urbani e per seguire la trasformazione di prodotti di scarto nelle filiere di produzione di materiali organici a più alto valore aggiunto (compost, biochar);
- Materiali avanzati: caratterizzazione della struttura, della dinamica e delle proprietà di fase di materiali organici molecolari (cristalli liquidi, cristalli plastici, liquidi ionici, pigmenti) e polimerici (elastomeri e gomme, anche rinforzati con nanocariche, per l’industria degli pneumatici; polimeri impregnanti antifiamma per tessuti; materiali ibridi; fibre di carbonio) di interesse tecnologico.