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La necessità di ridurre l’utilizzo dei combustibili fossili ha reso sempre più urgente lo sviluppo di materiali per la produzione e conversione di energia da fonti rinnovabili. Tuttavia, nonostante i molti progressi fatti in questo senso, la conversione di energia da fonti rinnovabili non è tuttora economicamente vantaggiosa.
In questo ambito, il contributo delle nanotecnologie può essere fondamentale nella progettazione di nuovi materiali e dispositivi. Spesso però il loro design risente negativamente della lentezza del feedback ottenuto dal modeling teorico e dalla simulazione computazionale, e della conseguente mancanza di informazioni predittive che consentano di comprendere e migliorare tali nanosistemi.
Lo sviluppo e l’impiego di modelli realistici ed efficaci per descrivere la struttura e le proprietà di nanosistemi sta assumendo un ruolo sempre più rilevante nella ricerca chimica. I progressi hardware e software consentono oggi di andare oltre gli approcci computazionali tradizionali per lo studio di sistemi chimici complessi. Ad esempio, nell’ambito degli studi di surface science, il calcolo non si limitava più all'adsorbimento di piccole molecole su siti di alta simmetria di superfici ideali. Da una parte, infatti, si possono trattare modelli realistici di superfici, comprendenti difetti (vacanze, steps, etc.), impurezze, specie co-adsorbite sfruttando modelli a supercella, a cluster, o ibridi (QM/MM). Dall'altra parte, grazie allo sviluppo di metodologie di dinamica a principi primi, è ora possibile non solo accedere alle proprietà chimico-fisiche dei sistemi, ma anche ottenere informazioni sulla reattività e sul comportamento dinamico in generale di sistemi complessi.

Le tematiche di ricerca quindi sono focalizzate su:
  • studio e progettazione di sistemi auto-organizzati mono- e bi-dimensionali di molecole molecole organiche su superfici.
  • sviluppo di modelli per la descrizione di superfici, difetti e nanosistemi (nanoclusters, nanorods, nanosheets) composti da ossidi metallici
  • sviluppo di modelli per sistemi di catalitici supportati su ossidi metallici binari (TiO2, ZnO) e complessi (perovskiti)
  • studi computazionali dell'interazione tra nanosistemi e molecole.
  • KEYWORDS:
    chimica computazionale metodi dft sviluppo software

  • PUBBLICAZIONI RECENTI:
    • Lovat G, Forrer D, Abadia M, Dominguez M, Casarin M, Rogero C, Vittadini A and Floreano L
      Hydrogen capture by porphyrins at the TiO2(110) surface
      PCCP (2015) 17, 30119
    • Casarin M, Forrer D, Pandolfo L, Pettinari C, Vittadini A
      Vapochromic properties versus metal ion coordination of beta-bispyrazolato- copper(II) coordination polymers: a first-principles investigation
      CRYSTENGCOMM (2015) 17, 407
    • De Angelis F, Di Valentin C, Fantacci S, Vittadini A, Selloni A
      Theoretical Studies on Anatase and Less Common TiO2 Phases: Bulk, Surfaces, and Nanomaterials
      CHEMICAL REVIEWS (2014) 114, 9708
    • Artiglia L, Agnoli S, Vittadini A, Verdini A, Cossaro A, Floreano L, Granozzi G
      Atomic Structure and Special Reactivity Toward Methanol Oxidation of Vanadia Nanoclusters on TiO2(110)
      JACS (2013) 135, 17331
    • Sedona F, Di Marino M, Forrer D, Vittadini A, Casarin M, Cossaro A, Floreano L, Verdini A, Sambi M
      Tuning the catalytic activity of Ag(110)-supported Fe phthalocyanine in the oxygen reduction reaction
      NATURE MATERIALS (2012) 11, 970

  • PRINCIPALI COLLABORAZIONI:
    • Dr. Luca Floreano, Laboratorio Nazionale CNR-IOM
    • Prof.ssa Annabella Selloni, Princeton University
    • Prof. Mauro Sambi, Università di Padova
    • Prof. Gaetano Granozzi, Università di Padova
    • Prof.ssa Antonella Glisenti, Università di Padova