Il nostro principale interesse di ricerca è nel design di materiali con proprietà chimico-fisiche innovative. A tal fine ci occupiamo principalmente della sintesi di materiali a bassa dimensionalità (nanomateriali) e amorfi, della loro caratterizzazione strutturale con tecniche avanzate e dello studio della loro reattività e delle proprietà magnetiche.

Sotto sono riportati alcuni esempi dei progetti in cui siamo attualmente coinvolti.

Preparazione e caratterizzazione di materiali inorganici ad elevata porosità quali aerogels e silici mesoporose ordinate. Studiamo la preparazione di questi materiali mediante tecniche sol-gel e ne caratterizziamo la struttura mediante TEM, XRD a basso e alto angolo, Adsorbimento di Azoto, Spettroscopia IR. Studiamo anche il potenziale utilizzo di tali materiali porosi per la formazione di membrane e films (in collaborazione con Prof. Innocenzi) e come supporti per la preparazione di biocatalizzatori (in collaborazione con Prof. Solinas, Prof. Monduzzi).

Preparazione di nanocompositi costituiti da nanocristalli magnetici (ossidi misti e leghe di ferro) dispersi su matrice dielettrica. Anche in questo caso la preparazione dei materiali viene effettuata mediante tecniche sol-gel mentre la caratterizzazione strutturale viene effettuata mediante TEM, XRD, Spettroscopia di assorbimento di raggi X (presso i principali sincrotroni europei, in collaborazione con il Dr. Mountjoy). Tale caratterizzazione accompagnata da quella magnetica ci permette di studiare e modellare il comportamento magnetico del materiale e in particolare l’effetto del carico e delle interazioni tra nanocristalli, e di studiare la natura dell’interfaccia nanocristallo-matrice. Studiamo anche l’applicazione di questi nanocompositi come catalizzatori per reazioni di interesse industriale quali il processo Fischer-Tropsch, la preparazione di nanotubi di Carbonio, etc (mediante collaborazioni con Prof. Gozzi, Prof. Konya, Prof. Moggi, Prof. Ferino, Prof. Fornasiero).

Preparazione di nanocristalli colloidali con struttura e morfologia controllata. Questi materiali costituiscono sistemi modello per lo studio dei fattori che regolano la crescita dei cristalli nel regime nanometrico. La caratterizzazione viene effettuata mediante tecniche di microscopia ad alta risoluzione (in collaborazione con il CEMES di Tolosa), spettroscopia di assorbimento di Raggi X (presso i principali sincrotroni europei, in collaborazione con il Dr. Mountjoy),  spettroscopia Mossbauer (in collaborazione con il Prof. Concas) e tecniche di caratterizzazione magnetica.

Sviluppo di nanomateriali per applicazioni biomediche, in particolare diagnostica ed imaging. La preparazione di questi materiali richiede lo sviluppo di metodiche di modificazione superficiale che garantiscano una opportuna stabilità e reattività in mezzo biologico e che permettano la eventuale coniugazione tra nano cristallo inorganico e tessuto biologico. Questa ricerca coinvolge la collaborazione con il Prof. Parak, Prof. Lascialfari, Dr. Sangregorio, Dr. Murgia.