Marco Garavelli

Temi di ricerca

Gli interessi di ricerca di MG sono rivolti alla chimica teorica e computazionale, con particolare riferimento alla simulazione della reattività (chimica e fotochimica) di grandi molecole e all'interazione tra sistemi molecolari complessi e stimoli esterni (come i fotoni). L'obiettivo non è semplicemente quello di riprodurre o interpretare i dati sperimentali, ma anche e soprattutto quello di costruire modelli predittivi e di fornire una più profonda comprensione dei fenomeni che sono esaminati. Parallelamente, è perseguito lo sviluppo di nuovi strumenti computazionali (ad esempio metodi ibridi QM/MM) per l'esplorazione delle superfici d'energia potenziale (di stato fondamentale e degli stati eccitati), la localizzazione e caratterizzazione dei "crossing" reali fra stati elettronici e la dinamica molecolare (adiabatica e non-adiabatica) di sistemi molecolari di complessità e dimensione crescente.
L'attività di ricerca coinvolge le seguenti linee tematiche generali:
1. Fotochimica computazionale e teorica (modellistica computazionale di reazioni fotochimiche coinvolgenti sistemi organici insaturi):
a) Formulazione di modelli di reattività fotochimica per composti organici.
b) Fotochimica di sistemi organici insaturi: moto molecolare fotoindotto e conversione d'energia solare in energia chimica.
c) Materiali fotocromici e interruttori molecolari fotosensibili.
d) Fotochimica della visione e processi fotobiologici.
e) Processi fotochimici in nano strutture (super/supra-molecolari).
2. Sviluppo di nuove strategie metodologiche, metodi ibridi, ed algoritmi di calcolo applicati alla chimica e fotochimica computazionale.
3. Modellistica computazionale in problemi di reattività e struttura bio-organica e biochimica (reazioni biochimiche ed enzimatiche):
a) Simulazione di ambienti bio-mimetici e proteici per reazioni biochimiche e catalizzate.