Annuario sulla Ricerca Chimica

Università di Pisa, Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Informazioni Generali

Università di Pisa
Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale
Via Moruzzi 13 - 56124 Pisa (PI)
Sito web: http://www.dcci.unipi.it
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Contatti
Prof. Fabio BELLINA
+39 0502219282

Informazioni specifiche

Staff
8 Professori Ordinari
29 Professori Associati
27 Ricercatori 
27 Tecnici Strutturati
13 Amministrativi
2 Servizi Generali
Studenti iscritti
669 (A.A. 2022/2023)
Formazione Post Lauream
50 iscritti al Dottorato in Scienze Chimiche e dei Materiali
22 Assegnisti di Ricerca
13 Borsisti
Brevetti
24
 

Iconografia scheda

PRODOTTI
PROCESSI
SERVIZI
TECNOLOGIE
RICERCA PROPRIETARIA
RICERCA CONTO TERZI

Dettaglio delle attività di R&S

Sintesi organica

Sviluppo ed applicazione di metodologie sintetiche per la preparazione di nuove entità chimiche, mediante reazioni di arilazione diretta”. Valutazione della reattività di legami C-H in sistemi (etero)aromatici, sia nelle più classiche condizioni per l’arilazione diretta o di coupling ossidativo sia impiegando catalizzatori fotoredox. Funzionalizzazione in fase avanzata (LSF) di nuclei (etero)aromatici di interesse farmaceutico tramite attivazione del legame C-H, in collaborazione con Chiesi Farmaceutici. Sviluppo di molecole per uso speciale: preparazione, tramite l’utilizzo di tecniche di sintesi ad alta efficienza innovative ed economiche, di molecole organiche altamente coniugate con proprietà ottiche peculiari, per applicazione nella cattura e trasformazione delle luce naturale ed artificiale

Composti eteroaromatici

Sviluppo di nuovi metodi di formazione di legami carbonio-carbonio o carbonio-eteroatomo tramite processessi catalizzati da metalli di transizione o reazioni radicaliche. Utilizzo di metodi di reazioni classici o tramite metodi meccanochimici. Preparazione di strutture eteroaromatiche ed aromatiche altamente coniugate per applicazione in campo tecnologico, cattutra di CO2 e/o cattura di luce, e applicazioni biologiche, attività anti tumorale

Chimica computazionale

Studio teorico di processi di solvatazione. Calcolo di superfici di energia e potenziali inter-molecolari. Simulazioni classiche e quantistiche

Sintesi organica

Sviluppo di metodologie sintetiche e catalitiche sostenibili per la funzionalizzazione di legami C-H. Sviluppo di methodologie elettrochimiche per l'applicazione in sintesi organica e catalisi. Sviluppo di metodologie catalitiche per reazioni di coupling ossidativi/riduttivi e cross-elettrofilici in presenza di metalli di transizioni abbondanti. Desing, sintesi e applicazine di nuovi catalizzatori a base di rutenio per metatesi olefinica. Sviluppo di nuove metodologie per l'introduzione di isotopi (13C, 2H labeling) su molecole di interesse farmaceutico

Beni culturali

Sviluppo di metodologie analitiche basate su pirolisi analitica, spettrometria di massa e cromatografia per la caratterizzazione e quantificazione di microplastiche nell’ambiente. Sviluppo di nuovi approcci analitici per la caratterizzazione e lo studio del degrado di materiali naturali e di sintesi, con particolare interesse verso i materiali utilizzati nella scienza dei beni culturali e arte

Seconda pelle

Preparazione e caratterizzazione di film nanocompositi a base di polidimetil silossano per applicazioni come filtri solari per l’assorbimento totale di UVA e UVB (finanziato da AIXP)

Solventi eutettici

Preparazione di nuovi eutettici come solventi innovativi, per l’assorbimento di CO2 e per il riciclo chimico di rifiuti a base di polimeri

Meccanismi di reazione

SPEC: analisi spettroscopica di sistemi complessi per meccanismi di reazione e speciazione. Spettrofotometria, spettrofluorimetria e tecniche di cinetica veloce (Stopped-flow, T-jump), insieme a elettroforesi e viscosimetria vengono combinati per ottenere informazioni termodinamiche e cinetiche su sistemi complessi (fluorofori/nuovi materiali; complessi metallici; piccole molecole con biosubstrati; estrazione di inquinanti da rifiuti liquidi)

Metal drugs

AIRC. "Un approccio multi-omico per stabilire i meccanismi molecolari dei composti dell'oro anticancro nell'era della Systems Biology". Questa proposta è diretta a sviluppare nuove metodologie efficaci per determinare il meccanismo d'azione di sei distinti composti d'oro di grande interesse per la chimica medicinale che sono promettenti agenti antitumorali sperimentali

Materiali porosi

Sviluppo di nuovi adsorbenti solidi (metal-organic framework, ammine solide) per separazioni di gas, con particolare interesse per cattura di CO2 da fumi post-combustione e direttamente dall’aria.

Polimeri coniugati

Preparazione di materiali polimerici coniugati per applicazione in dispositivi elettronici organici e batterie secondarie a ioni metallici

Drug delivery

Sviluppo di strategie per la sintesi di molecole bioattive in grado di riconoscere selettivamente biomarcatori specifici. Sviluppo di materiali intelligenti per la produzione di sistemi di somministrazione controllata di farmaci e "on demand". Impiego della spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) per lo studio approfondito e completo delle caratteristiche stereochimiche, dinamiche e termodinamiche di aggregati supramolecolari che coinvolgono sistemi da basso ad alto molecolare

Deep Eutctic Solvents

Sintesi e caratterizzazione chimico-fisica di nuovi Deep Eutctic Solvents: ottimizzazione della preparazione tramite riscaldamento tradizionale o antenna a microonde coassiale; studio di densità, viscosità, tensione superficiale, proprietà termiche ecc. e valutazione del legame struttura-proprietà; studio di applicazioni in campo di estrazione di componenti ad alto valore aggiunto da biomasse, elettrodeposizione, depolimerizzazione

Elettrochimica

Studio dei processi redox di nuove molecole organiche, inorganiche e di complessi organometallici mononucleari e polinucleari di metalli di transizione in acqua o in solventi non acquosi rigorosamente anidri, sotto atmosfera inerte Caratterizzazione spettroscopica (UV-vis, IR, EPR) degli intermedi redox di relativamente lunga vita e studio delle reazioni dei prodotti metastabili, grazie alla generazione ""in situ"" in celle spettroelettrochimiche

Biomimetici

Sintesi e studi conformazionali di biomimetici bioattivi, in particolare per lo sviluppo di nuovi antibiotici e antitumorali

Fotochimica computazionale

Sviluppo metodologico. Studio di switch molecolari e di sistemi di interesse farmacologico e fotovoltaico

Polimeri funzionali

PRIN2017: polimeri funzionali per autodiagnostica in materiali compositi. ERC Mama: polimeri funzionali con attività meccanocromica. PRIN2022: concentratori solari luminescenti a partire da polimetacrilato di metile da fonti di riciclo. Progetto con ENEA: preparazione di iononomeri e membrane a conducibilità ionica. Progetto con ENI: preparazione di additivi disperdenti e di riduttori di attrito

Microplastiche

Sviluppo di protocolli innovativi, basati su tecniche cromatografiche accoppiate a spettrometria di massa (GC-MS e LC-MS), di analisi quantitativa di microplastiche in matrici ambientali e relativi prodotti di degradazione o di lisciviazione. Sviluppo di protocolli per la caratterizzazione della risposta infiammatoria di sistemi cellulari esposti a materiale microplastico degradato al fine di valutare l’impatto di tali materiali su malattie cardiovascolari. Sviluppo e validazione di procedure analitiche, basate su tecniche cromatografiche accoppiate a spettrometria di massa (GC-MS e LC-MS), per il monitoraggio dello stato di salute della persona mediante determinazione di biomarcatori in fluidi biologici quali saliva, sudore, espirato, unghie, plasma e sangue.

Compositi

Preparazione e caratterizzazione di compositi/nanocompositi multifunzionali a base di biopolimeri, fibre naturali, scarti, filler inorganici

Nanomateriali

Design, preparazione e caratterizzazione di nanosistemi per optoelettonica, magnetismo, nanomedicina e fotovoltaico

Chiralità

Sintesi di ausiliari chirali derivanti da fonti rinnovabili da impiegare in fenomeni di enantiodiscriminazione: leganti chirali per reazioni enantioselettive di target farmacologicamente attivii, ausiliari chirali per la determinazione della composizione enantiomerica di composti bioattivi

Spettroscopia

Spettroscopia di materiali liquido cristallini a memoria di forma per applicazioni nella micro-biorobotica. Spettroscopia applicata al settore agroalimentare

Legno trasparente

Preparazione di manufatti in legno trasparente da legno naturale e di scarto (progetto VEGETAS, Regione Toscana e Camarlinghi SpA)

Metal drugs

“COMPOSTI DI PT(IV) ATTIVABILI COME POTENZIALI PROFARMACI ANTICANCRO E NUOVE STRATEGIE PER SUPERARE I LIMITI DELLA CHEMIOTERAPIA A BASE DI PLATINO NEL CANCRO DEL COLON-RETTO.” Il progetto mira alla sintesi di nuovi complessi Pt(IV) dotati di ligandi assiali bioattivi a partire dall'ossidazione dei rispettivi precursori Pt(II). Una volta ottimizzate le sintesi, verranno presi in considerazione complessi Pt alternativi allo scopo di trovare composti con maggiore bioattività

SSNMR

Applicazione della spettroscopia NMR a stato solido per lo studio della struttura e della dinamica di materiali porosi per la separazione e l’assorbimento di gas

Filler

Sintesi e caratterizzazione di filler inorganici con specifiche funzionalità

Flow chemistry

Sviluppo di metodi che utilizzano reattori a flusso continuo per l'implementazione di reazioni organiche selettive in catalisi omogenea o con sistemi supportati

Metodi analitici

Sviluppo di metodi analitici basati sulla cromatografia liquida interfacciata alla spettroscopia UV-Vis e/o spettrometria di massa per lo studio di coloranti e pigmenti organici in matrici complesse (oggetti di valore artistico e archeologico, tessili moderni e contemporanei, matrici plastiche impiegate in oggetti di design, ma anche in devices per applicazioni nei concentratori solari). Applicazione della cromatografia liquida anche alla caratterizzazione dei prodotti di degradazione di coloranti organici, anche con proprietà biologiche, dopo invecchiamento naturale o accelerato anche tramite processi elettrochimici (collaborazione con Heyrovský Institute, CAS, Praga)

GC-MS

Sviluppo di metodi analitici basati su pirolisi analitica, gas cromatografia e spettrometria di massa (Py-GC-MS) per la analisi materiali organici

Composti bioattivi

Sintesi stereoselettiva di sostanze bioattive, anche marcate con isotopi stbili,appartenenti alle classi delle ossilipine e dei 3-ammino-2-ossindoli

Complessi eterometallici

Sintesi e caratterizzazione di complessi eterometallici contenenti lantanidi e/o metalli di transizione d, con possibili applicazioni nel campo dei materiali e della bioinorganica

Microplastiche

Metodologie di quantificazione di microplastiche e di remediation ambientale, studio dei processi di degradazione ambientale e di interazione con organismi viventi. Nuovi prodotti non fluorurati per la modifica superficiale della carta per conferire idrofobia e oleofobia richieste nell'impiego per imballaggi e per applicazioni monouso sostitutive di materie plastiche.

Polimeri

Sviluppo di materiali polimerici biocompatibili e bioattivi per la crescita e rigenerazione di tessuti biologici e il rilascio controllato di principi attivi. Manifattura Additiva (Stampa 3D) ed electrospinning di polimeri e compositi a matrice polimerica

Sostenibilità

Progetto PRA_2022_58 (2022-2024) Il progetto mira a sviluppare e ottimizzare nuove applicazioni dell'irradiazione a microonde (MW) per il trattamento di campioni complessi, sfruttando la specificità del meccanismo di riscaldamento MW, che consente un'elevata efficienza di reazione riducendo i tempi di elaborazione. Il progetto sfrutta il riscaldamento MW per sviluppare e ottimizzare diversi protocolli per il trattamento di matrici estremamente complesse, per l'estrazione, l'idrolisi e il recupero di analiti specifici o prodotti di alto valore. In particolare, tratteremo matrici quali campioni di suolo e acqua per l'analisi di inquinanti organici persistenti, contaminanti di emergenza emergente (CEC), microplastiche e microfibre; biopolimeri per la rilevazione di aminoacidi, monosaccaridi e acidi grassi; biomasse vegetali per l'estrazione di lignina e prodotti ad alto valore e piume di pollame per il recupero di cheratina

SSNMR

Applicazione di tecniche NMR a stato solido per lo studio delle proprietà strutturali e dinamiche di sistemi farmaceutici. Applicazione di tecniche NMR a stato solido per lo studio delle proprietà strutturali e dinamiche di materiali per l'energia (es. fotovoltaico) e l'ambiente

Micelle unimere

Sintesi mediante tecniche di polimerizzazione controllata di copolimeri random anfifilici e studio delle loro proprietà di autoassemblamento in acqua e potenziale applicazione per drug delivery e catalisi (PNRR PE6, PRIN 2022)

Chimica computazionale

Chimica computazionale. Correlazione elettronica. Forze inter-molecolari. Quantum Monte Carlo. DMRG. Sviluppi metodologici

Biocatalisi

Biotrasformazioni enantioselettive per la sintesi di prodotti della chimica fine. Immobilizzazione di enzimi per reazioni in batch e in flusso

Prevenzione

Sintesi di molecole non peptidiche per la prevenzione di malattie neurodegenerative

Algoritmi

Sviluppo di algoritmi rapidi e tecniche numeriche per il calcolo di proprietà molecolari con metodi multiscala. Sviluppo di software all’interno dei codici di calcolo Gaussian e CFOUR per la simulazione di proprietà e processi molecolari

Complessi metallici

Sintesi di complessi metallici per applicazioni farmacologiche e catalitiche e loro speciazione in soluzione acquosa con NMR, IR, UV-Vis

Reazioni carbonilative

La ricerca è focalizzata sulla chimica organometallica applicata alla sintesi organica e in particolare sulle reazioni di accoppiamento carbonilativo finalizzate alla sintesi di composti eterociclici carbonilati e al loro utilizzo in dispositivi quali celle solari e in optoelettronica. Il raggruppamento carbonilico può essere introdotto come gas CO o mediante l’impiego di surrogati a base di molecole organiche semplici come HCOOH, CHCl3, ossalil cloruro, CO2 e metalli carbonili

Sintesi organica

Sviluppo di nuovi protocolli per la sintesi di composti eterociclici mediante reazioni promosse da metalli di transizione; preparazione di fluorofori organici per potenziale applicazione in concetratori solari luminescenti (LSC); sintesi e caratterizzazione chirottica di materiali organici π-coniugati chirali con straordinarie proprietà chirottiche; sviluppo di strategie green e sostenibili in reazioni di coupling Palladio-catalizzate

Rivestimenti antibiovegetativi

Film fotopolimerizzati per applicazioni come rivestimenti protettivi in ambito marino e nel settore della verniciatura del legno (finanziato da Maflon SpA)

Biomasse

Sviluppo di metodi analitici basati su pirolisi e spettrometria di massa (EGA-MS e Py-GC/MS) per la caratterizzazione di biomasse di natura lignocellulosica e per lo studio della loro reattività sotto condizioni di pirolisi e co-pirolisi

Idrogeno verde

Progettazione, preparazione e caratterizzazione di membrane e ionomeri a scambio anionico per applicazione nell’elettrolisi dell’acqua e la produzione di idrogeno verde (finanziato da Enapter srl, PNRR PE2)

Polimeri

Sintesi e caratterizzazione di poliesteri e co-poliesteri da monomeri bio-based per scopi specifici

Materiali bio-based

Preparazione e funzionalizzazione di nanocellulosa cristallina: studio dei processi di isolamento della nanocellulosa (nanocristalli o nanofibre) da biomasse vegetali per applicazione delle nanostrutture ottenute in vari ambiti della scienza dei materiali, in particolare nel consolidamento della carta e nel campo dei materiali per fotonica ed elettronica. Estrazione e caratterizzazione di materiali ligninici e loro applicazione in optoelettronica e nella scienza dei materiali

Batterie

Progettazione, preparazione e caratterizzazione di membrane polimeriche innovative per batterie a flusso (finanziato da GES srl)

Prodotti farmaceutici

Consulenza e supporto scientifico alla produzione industriale di active pharmaceutical ingredients (API)

Chimica computazionale

Sviluppo di software per la simulazione di proprietà e processi molecolari. Sviluppo di modelli computazionali per la simulazione di processi attivati dalla luce in proteine fotoresponsive. Simulazioni computazionali di processi di trasferimento di energia in sistemi eccitonici

Nanomateriali

Film nanocompositi semitrasparenti a base di poli (dimetil silossano) come filtri solari ad assorbimento totale di UVA e UVB, per applicazione cutanea monouso e facilmente rimovibile, da impiegare come dispositivi protettivi per persone affette da patologie genetiche che causano ipersensibilità alla radiazione solare.

Composti metallici

Sintesi inorganica e organometallica, anche in atmosfera inerte. Anidrificazione e purificazione di solidi. Caratterizzazione allo stato solido e in soluzione (tecniche analitiche; spettroscopia IR, NMR, UV). Applicazioni in catalisi e medicina

Altre strutture di R&S

Metitech S.r.l.
Metitech vuole portare sul mercato soluzioni innovative per il monitoraggio di parametri chimici, attraverso lo sviluppo di sensori e la progettazione di dispositivi a basso costo, portatili, facili da utilizzare ed eventualmente connessi per il trasferimento remoto dei dati. Metitech intende rispondere ad esigenze concrete dei suoi clienti, fornendo dispositivi che sfruttino combinazioni di tecnologie e materiali innovativi in grado di coniugare qualità delle misurazioni dei parametri chimici con praticità di utilizzo, durabilità dei materiali e possibilità di integrazione e digitalizzazione delle informazioni ottenute
Contatti: Andrea Bonini (+39 3294052046) - andrea.bonini@metitech.net
Spin-PET S.r.l.
Spin-off UNIPI: è una azienda innovativa che nasce dalla ricerca universitaria. Come spinoff dell’Università di Pisa, mantendo propri caratteri di originalità, unicità e solidità scientifica/tecnologica, svolge attività nell’ambito dei nuovi materiali polimerici
Contatti: Francesco Ciardelli (+39 0887274832) - ciardelli@spinpet.it
Sito web: http://www.spinpet.it/wp-site/it/

Collaborazioni con Imprese

  • AIMagn
  • AMBIENTE LAB S.R.L.
  • AOUP
  • BRUKER ITALIA S.r.l
  • CROMOLOGY
  • GR3N Italia
  • I&S Srl
  • INEOS
  • INOVYN
  • Labservice
  • Lucart SpA
  • MILESTONE Srl
  • Pangaia GradoZero srl
  • PIRELLI TYRE S.p.A
  • RINASCENZA TOSCANA
  • SIMS SRL
  • TCA Spa
  • Tecnocreo srl
  • TRE ZETA GROUP SRL

Pubblicazioni

  • F.Nardelli, F.Martini, E.Carignani, E.Rossi, S.Borsacchi, M.Cettolin, A.Susanna, M.Arimondi, L.Giannini, M.Geppi, and L.Calucci (2021). Glassy and Polymer Dynamics of Elastomers by 1H‐Field-Cycling NMR Relaxometry: Effects of Fillers, J. Phys. Chem. B, 125, 4546. doi: 10.1021/acs.jpcb.1c00885.
  • M.Meucci, S.Haveriku, M.Badalassi, C.Cardelli, G.Ruggeri, A.Pucci (2022). Effect of Polyolefin Elastomers’ Characteristics and Natural Magnesium Hydroxide Content on the Properties of Halogen-Free Flame-Retardant Polyolefin Composites, Micro, 2, 164. doi: 10.3390/micro2010011.
  • P.Minei, M.Lessi, L.Contiero, S.Borsacchi, F.Martini, G.Ruggeri, M.Geppi, F.Bellina, A.Pucci (2020) Boosting the NIR reflective properties of perylene organic coatings with T thermoplastic hollow microspheres: Optical and structural properties by a multi-technique approach, Solar Energy, 198, 689. doi: 10.1016/j.solener.2020.02.017.
  • G Pecorini, S Braccini, G Parrini, F Chiellini, D Puppi (2022). Additive Manufacturing of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hy-droxyvalerate)/Poly(D,L-lactide-co-glycolide) Biphasic Scaffolds for Bone Tissue Regeneration. International Journal of Molecular Sciences, 23(7), 3895. doi: 10.3390/ijms2307389
  • D Puppi, A Pirosa, G Lupi, PA Erba, G Giachi, F Chiellini (2017). Design and fabrication of novel polymeric biodegradable stents for small caliber blood vessels by computer-aided wet-spinning. Biomedical Materials 12 (3): Article number 035011. doi: 10.1088/1748-605X/aa6a28

Altre informazioni

Ciclo di seminari dal titolo “Il chimico nella società moderna” - https://www.dcci.unipi.it/1030-chimico-societa-moderna-2022.html

Dottorati che coinvolgono imprese - https://dscm.dcci.unipi.it