Termometro molecolare

Sintesi di un cluster di rame il cui tempo di vita e l’intensità di luminescenza, sia allo stato solido che in diversi solventi, dipendono dalla temperatura. Tale dipendenza permette di determinare la temperatura alla quale si trova il composto in un intervallo molto ampio.

Titolo brevetto Uso di un complesso o composto di coordinazione per la misurazione di temperature
Area Chimica e biotecnologie
Titolarità Alma Mater Studiorum - Università di Bologna e Università degli Studi di Parma
Inventori Luca Prodi, Sara Bonacchi, Marco Montalti, Nelsi Zaccheroni, Francesco Zerbetto, Matteo Calvaresi, Alessandro Daniele Cauzzi
Ambito territoriale di tutela Europa, USA
Stato Disponibile per accordi di licenza
Keywords Termometro molecolare, nanotecnologie, cluster metallici, rame, luminescenza
Depositato il 26/10/2010

Sino ad oggi sono state proposte molte tipologie di termometri. In particolare, con l’avvento delle nanotecnologie, sono state sviluppate diverse tecniche per misurare temperature in dimensioni molto ridotte come ad esempio: microscopia a scansione termica, spettroscopia, e microscopia a termoriflettanza. Numerose molecole sono state proposte come termometri luminescenti molecolari, ma tali composti hanno presentato alcuni svantaggi: un intervallo di temperature di potenziale utilizzo ridotto (pochi gradi centigradi); una sensibilità superiore al decimo di grado centigrado; ridotte stabilità chimica e fotochimica; elevato costo della sintesi; possibilità di utilizzo solo in determinate condizioni, ad esempio solo in soluzione e/o allo stato solido e, spesso, una diminuzione dell’intensità di fluorescenza in presenza di ossigeno.

L’invenzione fornisce un complesso di coordinazione per la misurazione di temperature ed un dispositivo connesso i quali permettono di superare, almeno parzialmente, gli inconvenienti degli altri termometri esistenti e sono, nel contempo, di facile ed economica realizzazione. Il cluster di rame sintetizzato è stato studiato dal punto di vista fotofisico e, nel corso di un’approfondita caratterizzazione, è stato dimostrato che il suo tempo di vita e l’intensità di luminescenza, sia allo stato solido che in diversi solventi, dipendono molto dalla temperatura. Tale dipendenza è particolarmente accentuata e permette di determinare la temperatura alla quale si trova il composto in un intervallo molto ampio (tra -80 °C e +  80 °C) e con una sensibilità (0,1 °C) che è la più elevata tra quelle osservate nei termometri molecolari.

I termometri molecolari finora riportati in letteratura non hanno in sé tutte le proprietà che il cluster descritto possiede e che possono essere riassunte in:

  • Intervallo di potenziale utilizzo molto elevato (-80 / +80 °C);
  • Sensibilità dell’ordine del decimo di grado centigrado anche a temperatura ambiente;
  • Una stabilità chimica e fotochimica molto elevata;
  • Costo di sintesi del materiale molto modesto;
  • Possibilità di utilizzo sia allo stato solido sia in soluzione;
  • Possibilità di evitare l’utilizzo di standard interni per determinare la temperatura.