Foto del docente

Serena Silvi

Professoressa associata

Dipartimento di Chimica "Giacomo Ciamician"

Settore scientifico disciplinare: CHIM/03 CHIMICA GENERALE E INORGANICA

Temi di ricerca

Parole chiave: fotochimica macchina molecolare elettrochimica chimica supramolecolare porte logiche

L'attività di ricerca di Serena Silvi consiste nello studio fotochimico ed elettrochimico di sistemi molecolari e supramolecolari complessi.

I principali sistemi investigati sono:

- pseudorotassani, rotassani e catenani, quali prototipi di macchine molecolari artificiali

- sistemi fotocromici (tipo azobenzeni e spiropirani)

- complessi metallici

- nanocristalli semiconduttori inorganici

Questi sistemi sono caratterizzati nelle loro proprietà chimico-fisiche di base, per essere poi sfruttati quali componenti di macchine molecolari artificiali o sistemi per l'elaborazione di informazioni.



L'attività scientifica di Serena Silvi è volta alla progettazione e allo studio fotofisico, fotochimico ed elettrochimico di sistemi molecolari e supramolecolari complessi in grado si svolgere funzioni utili. Le principali linee di ricerca sono tre:

 

1. Macchine molecolari artificiali

Questa linea di ricerca consiste nella progettazione e caratterizzazione di sistemi supramolecolari quali rotassani, catenani e specie correlate, i cui componenti molecolari possono compiere movimenti rotatori o lineari in seguito ad opportuni stimoli esterni. L'obiettivo di questa ricerca è ottenere funzioni potenzialmente utili dall'operazione di queste macchine: ad esempio l'inserimento in sistemi quali i liposomi permette di studiarne l'effetto sulla stabilità delle membrane; oppure si possono progettare macchine in grado di catturare e rilasciare altre specie molecolari, o in grado di compiere un lavoro meccanico che possa essere poi amplificato dal livello molecolare a livello macroscopico.

 

2. Sistemi per l'elaborazione di informazioni

Questa linea di ricerca consiste nella progettazione e caratterizzazione di sistemi molecolari e supramolecolari in grado di raccogliere, immagazzinare ed elaborare informazioni. Le specie chimiche esaminate sono in grado, ad esempio, di svolgere la funzione di porte logiche. L'approccio “dal basso” alla miniaturizzazione potrebbe rivelarsi utile non solo per ridurre le dimensioni dei componenti e migliorare le prestazioni dei calcolatori, ma anche per sviluppare nuove tecnologie e nuovi materiali.

 

3. Sistemi ibridi organici-inorganici basati su nanocristalli semiconduttori

Nanocristalli inorganici semiconduttori (detti quantum dot) sono materiali che presentano interessanti proprietà fotofisiche, quali un elevato assorbimento su un ampio intervallo spettrale, e una luminescenza stretta e intensa, la cui energia può essere modulata variando le dimensioni del nanocristallo. I quantum dot possono essere funzionalizzati sulla loro superficie con leganti organici in grado di dare processi di trasferimento elettronico o di energia con i nanocristalli. Lo studio di questi processi è importante non solo per la comprensione della fotofisica di base associata a questi sistemi complessi, ma anche per progettare materiali funzionali, in cui l'interazione fra i nanocristalli inorganici e le molecole organiche possa essere sfruttata per ottenere funzioni sensoristiche superiori rispetto ai materiali attualmente disponibili.