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Particelle alle interfacce liquide e materiali micro / nanostrutturati

L'attività è focalizzata sullo studio delle proprietà interfacciali di sistemi complessi in presenza di tensioattivi e particelle solide di dimensioni micro-nanometriche. In particolare, vengono approfonditi i seguenti aspetti:

  • Proprietà dinamiche e reologia dilazionale (tensione interfacciale, viscoelasticità) di strati interfacciali misti e film liquidi.
  • Relazione tra le proprietà di singola interfaccia e le caratteristiche dei relativi sistemi dispersi: coalescenza di gocce e bolle e destabilizzazione di emulsioni e schiume in presenza di nanoparticelle.
  • Formulazione e caratterizzazione di emulsioni e schiume biocomapatibili/biodegradabili.
  • Schiume stabilizzate da nanoparticelle ed applicazioni alla formulazione e progettazione di materiali porosi a morfologia controllata (schiume solide a matrice ceramica o carboniosa).
  • Interazione di nanoparticelle solide con strati interfacciali di adsorbimento o monostrati insolubili (es. lipidi, proteine) ed effetto sulle loro proprietà reologiche e termodinamiche.
  • Caratterizzazione meccanica, termodinamica e strutturale di strati interfacciali misti alle interfacce liquide, utilizzando in modo complementare tecniche tensiometriche (tensiometri a goccia/bolla, bilancia di Langmuir) e diagnostiche di superficie (BAM, Ellissometria e AFM),
  • Metodi sperimentali per la valutazione dell'impatto di micro-nanoparticelle solide sulle proprietà meccaniche e strutturali di strati interfacciali modello per sistemi biologici (surfattante polmonare, membrane cellulari) e condizioni di cattura/attraversamento di interfaccia.


  • COMPETENZE:
    • Tecniche sperimentali per tensioni interfacciali e reologia interfacciale di sistemo complessi
    • Strumenti teorici per l'interpretazione dei dati di reologia interfacciale e dinamica di adsorbimento in presenza di particelle solide
    • Caratterizzazione bulk di dispersioni colloidali (DLS, potenziale Zeta)
    • Caratterizzazione strutturale di strati interfacciali misti (BAM, Ellissometria, AFM)
    • Formulazione e caratterizzazione di emulsioni e schiume
  • SVILUPPI:
    La ricerca descritta ha potenziali sviluppi nei seguenti campi applicativi:
    • Emulsioni e schiume per applicazioni industriali (oil industry, foods, cosmetics & healthcare, separation technologies, printing).
    • Materiali porosi ad elevata area specifica per applicazioni funzionali, quali l'assorbimento di gas (es. CO2), la catalisi, l'isolamento termico/acustico o la schermatura elettromagnetica.
    • Self - assembling di surfattanti e nanoparticelle alle superfici liquide: templating di microcapsule sulla superficie di gocce liquide, micro-nanocapsule stimuli-responsive, membrane bidimensionali nanostrutturate.
    • Produzione di micro-nanocapsule e membrane bidimensionali per il campo medico-farmaceutico (drug delivery).
    • Nanotossicologia e valutazione del rischio in vitro.
  • PUBBLICAZIONI RECENTI:
    • D. Zabiegaj, E. Santini, M. Ferrari, L. Liggieri, F.Ravera
      Carbon based porous materials from particle stabilized wet foams
      Colloids and Surfaces A, 2015, 473 (2015), 24-31
    • E. Guzmán, D. Orsi, L. Cristofolini, L. Liggieri, F. Ravera
      2D DPPC Based Emulsion–like Structures Stabilized by Silica Nanoparticles
      Langmuir, 72 (2014), 127-138
    • D. Zabiegaj, E. Santini, E. Guzman, M. Ferrari, L. Liggieri, V. Buscaglia, M.T. Buscaglia, G. Battilana, F. Ravera
      Nanoparticle laden interfacial layers and application to foams and solid foams
      Colloids and Surfaces A, 438 (2013), 132-140
    • E. Guzmán, L. Liggieri . E. Santini, M. Ferrari, F. Ravera
      Effect of Hydrophilic and Hydrophobic Nanoparticles on the Surface Pressure Response of DPPC Monolayers
      Journal of Physical Chemistry C, 115 (2011), 21715-21722
    • CP Whitby, D. Fornasiero, J. Ralston, L. Liggieri, F. Ravera
      Properties of Fatty Amine - Silica Nanoparticle Interfacial Layers at the Hexane-Water Interface
      Journal of Physical Chemistry C, 16 (2012), 3050-3058
  • PROGETTI CORRELATI:
    • NIPS - Nanoparticle Impact on Pulmonary Surfactant Interfacial Proerties, Progetto IIT Seed, 2010-2013
    • PASTA - PArticle STAbilized Emulsions and Foams, Progetto finanziato ASI, 2013-2016
  • PRINCIPALI COLLABORAZIONI:
    • Dipartimento di Chimica Fisica, Università Complutense di Madrid (Spagna)
    • Max-Planck Institute per i Colloidi e le interfacce, Golm/Potsdam (Germania)
    • Dipartimento di Fisica e di Scienze della Terra, Università di Parma (Italia)
Dipartimento di Chimica Fisica, Università Complutense di Madrid (Spagna) Max-Planck Institute per i Colloidi e le interfacce, Golm/Potsdam (Germania) Dipartimento di Fisica e di Scienze della Terra, Università di Parma (Italia)