Durante il corso saranno presentati i principi primi (le forze, le interazioni ed i processi) che sono alla base della chimica non covalente. Con lo sguardo rivolto ai sistemi naturali, si vuole condurre lo studente alla comprensione dei fenomeni di auto-assemblaggio per consentire una progettazione di dispositivi supramolecolari. A tale scopo sarà anche presentata una panoramica delle applicazioni attinenti alla chimica dei materiali
Sono richieste conoscenze in Chimica inorganica, Chimica Organica e Chimica Fisica
Così come stabilito dal Regolamento didattico del Corso di Studi
Introduzione alla chimica supramolecolare: i presupposti della sintesi non covalente
-La natura come modello: impariamo a leggere le informazioni molecolari e supramolecolari (DNA, proteine). Relazioni tra strutture (primarie, secondarie, terziarie) e funzione. Effetto allosterico. Gerarchia dell’autoassemblaggio ed inerzia cinetica: termodinamica e cinetica al lavoro
-Natura delle interazioni non covalenti. Il ruolo del solvente: solubilità e solvofobicità.
-Classificazione dei composti supramolecolari sintetici. Effetto chelante ed effetto macrociclo. Preorganizzazione e complementarietà.
La sintesi non covalente e la sintesi covalente: un matrimonio di convenienza
Chimica host-guest
-Recettori di anioni. Recettori di cationi. Recettori di molecole neutre.
Autoassemblaggio
-Architetture supramolecolari, cenni di crystal engineering.
-Stereochimica supramolecolare. Chiralità intrinseca e chiralità indotta. Memoria chirale.
-Catalisi e reattività supramolecolare. Self-replication.
La supramolecolare al lavoro: le Nanotecnologie.
Nanomedicina.
-Imaging (MRI, Sonde luminescenti, radiolabeling), composti radioterapici
Sensori
-Elettrodi iono selettivi (ISE), membrane ionoselettive, cromoionofori, sensori piezoelettrici e di fluorescenza, naso elettronico
Interruttori supramolecolari.
-Interruttori ottici e chirottici.
-Logic gates (YES, NOT, AND, OR, XOR) da sistemi supramolecolari.
Applicazioni future: nanomacchine
-Strategie "top-down" e "bottom-up" per la costruzione di nanostrutture.
-Le macchine molecolari nel mondo biologico. Macchine molecolari artificiali.
Appunti delle lezioni
Reperibile sulla piattafroma Studium
* | Argomenti | Riferimenti testi | |
1 | * | Introduzione alla chimica supramolecolare: i presupposti della sintesi non covalente | Appunti, Lucidi e testi suggeriti dal Docente |
2 | * | La sintesi non covalente e la sintesi covalente | Appunti, Lucidi e testi suggeriti dal Docente |
3 | * | Autoassemblaggio | Appunti, Lucidi e testi suggeriti dal Docente |
4 | * | Sensori Interruttori supramolecolari | Appunti, Lucidi e testi suggeriti dal Docente |
5 | Nanomedicina. | Appunti, Lucidi e testi suggeriti dal Docente | |
6 | Applicazioni future: nanomacchine | Appunti, Lucidi e testi suggeriti dal Docente |
L'esame sarà condotto partendo da un confronto sui concetti di base per passare poi alle applicazioni in maniera tale da verificare la preparazione del candidato e la sua capacità di costruire un percorso scientifico logico.
Self-assembly
Chiralità
trasferimento di energia ed elettronici
chimica delle porfirine