Sonia Melandri

I temi di ricerca riguardano lo studio degli spettri rotazionali nello stato elettronico fondamentale, di molecole di interesse chimico e biologico, di addotti molecolari, di piccoli oligomeri e di nuove specie chimiche. Vengono usate le tecniche della spettroscopia millimetrica di assorbimento in free jets, e della spettroscopia a microonde a trasformate di Fourier su fasci molecolari ed i campioni molecolari di interesse vengono vaporizzati tramite riscaldamento, ablazione laser e scarica elettrica. L'analisi degli spettri viene affiancata all'utilizzo di opportuni modelli teorici quali: Hamiltoniano di Watson e Hamiltoniani accoppiati, calcoli quantistici ab initio e DFT, modelli basati sull'analisi di multipoli e polarizzabilità distribuite e modelli flessibili per lo studio di moti a larga ampiezza.

Sito del gruppo di ricerca: https://site.unibo.it/freejet/en

1.  Studio di complessi con gas rari. Gli spettri rotazionali di addotti di questo tipo danno informazioni sulla conformazione, sulla struttura, sulla energia di dissociazione e sulle superfici di energia potenziale dei moti di van der Waals. Mentre numerosi addotti con Ar sono stati studiati, solo pochi casi sono riportati in letteratura per addotti che riguardano gli altri gas rari. Studiando in precedenza addotti con Ar e Ne, abbiamo osservato spesso, specialmente nel caso di addotti con molecole non cicliche, sdoppiamenti di righe dovuti a moti di tunnelling fra conformazioni equivalenti. Ci proponiamo di osservare l'influenza dell'aumento di massa del gas nobile su questi effetti.
2. Complessi molecolari con H2 Questi adotti molecolari sono di interesse notevole, nell'ambito dello studio dell'immagazzinamento di H2 in forma condensata per applicazioni mobili. E' noto che l' interazione di molecole di H2 con benzene o altri idrocarburi aromatici e' troppo debole per ottenere immagazzinamenti accettabili. Recentemente molta attenzione e' stata rivolta alla ricerca di composti molecolari (etero-aromatici, metallo-organici, etc) capaci di fisisorbire molecole di idrogeno in modo piu' significativo del benzene. La possibilita' di quantificare e modulare tale interazione potrebbe aprire prospettive interessanti all'utilizzo dell'idrogeno molecolare come nuovo combustibile pulito.
3. Complessi molecolari con H2O Studio della solvatazione a livello molecolare di molecole di interesse chimico e biologico, tramite l'assegnazione di spettri rotazionali molecole con una molecola di H2O. L'interazione in gioco e' di grande importanza in chimica e biologia in quanto può influenzare l'equilibrio conformazionale.
4. Studio di legami a ponte idrogeno di altro tipo, per esempio fra acidi alogenidrici e molecole organiche, o di complessi che coinvolgano ammoniaca ed ammine. Si considereranno in particolare legami a ponte idrogeno deboli, tipo C-H--O o C-H--N o C-H--F, il cui effetto e'in genere trascurato, ma che, a causa della loro massiccia presenza, sono importanti in biologia e nella chimica dell'atmosfera. E) Studio di equilibri conformazionali di molecole di interesse biologico (neurotrasmettitori, ammine biogene, zuccheri ...) e di loro complessi molecolari. Per lo studio delle biomolecole sarà di estrema importanza l'utilizzo dell'ablazione laser per la vaporizzazione dei campioni.
5. Studio di clusters metallici, ottenuti con ablazione laser. G) Studio di molecole di interesse astrofisico, preparate con scarica elettrica o ablazione.
6. Studio di molecole chirali. In particolare di molecole che inducono chiralità in cristalli liquidi e di catalizzatori chirali.
7. Completamento di uno spettrometro a microonde a trasformate di Fourier combinato con la laser ablation e scarica elettrica.
8. Progettazione e acquisizione delle prime componenti per uno spettrometro Chirp-ftmw.
9. Per le linee di ricerca elencate, verranno usati vari modelli teorici, quali: (i) Hamiltoniano di Watson e Hamiltoniani accoppiati per l'interpretazione degli spettri rotazionali, con deviazioni standard di pochi kHz (10-7 cm-1);(ii) Modelli flessibili per riprodurre le spaziature vibrazionali e rotazionali e determinare superfici di energia potenziale e rilassamenti strutturali; (iii) Modelli di polarizzabilità distribuita per calcoli rapidi di conformazioni e superfici di energia potenziale di addotti molecolari; (iv) calcoli standard ab initio e DFT (Gaussian and Gamess). Questi dati, assieme a quelli degli altri gruppi, contribuiscono ad una valutazione precisa della dinamica e dell'energia delle interazioni non-covalenti.