Dipartimento di Ingegneria Elettrica

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Superfici modificate e nanoparticelle per materiali antibatterici, antisporco, antifouling, antifogging

Modifichiamo con monostrati di nanoparticelle di metalli nobili e con complessi metallici antibatterici o antisporco/fogging/fouling superfici di materiali come vetro, PDMS e altri polimeri organici o materiali inorganici di uso quotidiano e/o medicale. Una piccolisima quantità di materiale attivo (un monostrato) modifica le proprietà del materiale bulk, con risparmio economico e annullamento di rischi d’inquinamento ed effetti tossicità. Le attività biofisiche della superficie possono essere incrementate da applicazione di radiazione vicino-IR (solare o laser) con conversione locale in calore (effetto fototermico). Studiamo anche nuovi prodotti (gel, soluzioni) antibatterici e antibiofilm, basati su sintesi verdi, per all’applicazione su ferite a lungo decorso e protesi.

Obiettivi

Modificazione con procedure semplici di materiali, oggetti e dispositivi esistenti (p.es. touchscreen, protesi, dispositivi medicali, automotive) in modo da incrementarne le proprietà. L’obiettivo è di ottenere prodotti (soluzioni, liquidi, gel) che applicati su un oggetto finito ne rendano la superficie antibatterica o antifogging/fouling /antisporco, o combinazioni multiple di queste possibilità, con processi che richiedano minimo sforzo e impiego di reagenti e solventi green (acqua, polimeri naturali). Processi simili hanno invece l’obiettivo di ottenere preparati antibatterici/antibiofilm da applicare in vivo o su dispositivi medici (protesi, cateteri) destinati all’impianto

Contenuti

  1.  
  2. Materiali bulk (vetro, quarzo, silicio, ossidi metallici) sono funzionalizzati superficialmente con monostrati molecolari, e questi monostrati ulteriormente funzionalizzati con molecole o nanoparticelle. Lo scopo è quello di ottenere materiali per uso medicale, che attraverso il rilascio di cationi o molecole svolgano un’azione antibatterica/antifouling etc controllata sia nelle quantitià che nel tempo.
  3. Nanoparticelle asimmetriche (stelle, rods, branched) di oro e di argento sono sintetizzate in modo da regolarne forma, dimensione e proprietà ottiche. Vengono poi ricoperte da molecole o polimeri biocompatibili, in modo da renderle stabili e non-tossiche in vivo. Si studia anche la possibilità di caricarle superficialmente con farmaci o cationi metallici. La loro azione di rilascio e di emissione fototermica è azionabile a distanza con irragiamento nel vicino IR.
  4.  

Campi di ricerca

Chimica inorganica e di coordinazione, nanotecnologie, microbiologia, chimica fisica

Metodologia

Approccio sintetico ‘umido’ e verde, cioè sempre basato su reazioni e processi in solvente - tipicamente acqua - con impiego di cationi di metalli nobili e di transizione, sfruttandone la chimica di coordinazione e la riducibilità controllata a nanoparticelle

Sezioni coinvolte

Chimica Generale, Chimica Fisica

Gruppo di lavoro

Piersandro Pallavicini, Angelo Taglietti, Giacomo Dacarro, Chiara Milanese

Collaborazioni

  • Università di Pavia: Dipartimento di Scienze del Farmaco, Dipartimento di Medicina Molecolare
  • Università Milano Bicocca: Dipartimento di Fisica
  • Università di Palermo: STEBICEF (Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Chimiche e Farmaceutiche)
  • Université de Bourgogne: ICMUB (Institut de Chimie Moleculaire ), France
  • University of Liverpool: Department of Chemistry, Surface Science Research Centre, UK
  • KAUST – King Abdullah University of Science and Technology, Saudi Arabia