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Il raggiungimento di prestazioni adeguate agli standard imposti dalla realizzazione di uno sviluppo sostenibile richiede la sintesi, lo sviluppo e la caratterizzazione di materiali/catalizzatori per processi industriali, applicazioni ambientali, energetiche e biomedicali, in grado di fornire soluzioni per specifici processi fisico/chimici, per evitare/ridurre l’uso di materie prime critiche (Critical Raw Materials) e ottimizzare le tecnologie esistenti.
L’attività di ricerca riguarda la progettazione, la sintesi, la preparazione e la caratterizzazione di sistemi catalitici innovativi e di materiali avanzati, con proprietà chimico-fisiche e morfologiche opportunamente modulate a seconda della specifica applicazione. Le principali aree di applicazione in cui sviluppare i processi ed i materiali includono la catalisi eterogenea, le tecnologie low-carbon, il controllo ambientale, l’elettronica, la sensoristica per gas e odori e l’area biomedicale. L’obiettivo è il miglioramento delle prestazioni catalitiche, delle proprietà meccaniche, della capacità di cattura di CO2, H2S e altri gas. Altri aspetti rilevanti sono la riduzione del costo, per esempio con la sostituzione di metalli preziosi e utilizzando materiali di scarto, la riduzione della tossicità intrinseca, l’allungamento del ciclo di vita (soprattutto in condizioni estreme di lavoro e in presenza di micro-inquinanti e/o veleni).
Particolare importanza è rivolta allo studio per la realizzazione di materiali multifunzionali ottenuti tramite il conferimento di una o più funzionalità mediante reazione chimica e/o preparazione di compositi (composti ibridi) per ottenere ad esempio biomateriali e/o materiali foto-attivi in radiazione UV-Vis. In molti casi, lo sviluppo dei materiali parte dalla progettazione della formulazione chimica fino alla produzione di un oggetto in forma strutturata, che prevede, quindi, una ingegnerizzazione con un approccio multi-scala. Lo sviluppo dei materiali e dei sistemi catalitici avanzati è supportato dalla presenza di strumentazione per la caratterizzazione chimico-fisica, morfologica, strutturale e funzionale dello specifico sistema sviluppato. Vengono inoltre studiati e caratterizzati fenomeni di usura di materiali sollecitati termicamente e meccanicamente.