Dipartimento di Chimica e Tecnologie Chimiche - Tesi di Dottorato
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Questa collezione raccoglie le Tesi di Dottorato afferenti al Dipartimento di Chimica e Tecnologie Chimiche dell'Università della Calabria.
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Item New hybrid solar cell (СNT – RUTHENIUM DYE)(2012-12-06) Siprova, Svetlana; Versace, Carlo; De Filpo, Giovanni; Bartolino, RobertoNegli ultimi anni le applicazioni dei nanotubi di carbonio nel settore microelettronico sono notevolmente aumentate date le proprieta’ uniche. In particolare la conducibilita’ dei nanotubi fa si che essi trovino interessanti utilizzi nel settore fotovoltaico. Questo lavoro si concentra sulla progettazione di una cella solare ibrida a base di nanotubi di carbonio e dye di Rutenio. Nella prima parte sono stati studiati diversi metodi di realizzazione dello starto omogeneo di nanotubi come starto conduttivo della cella. E’ stata proposta la molecola 1-Pyrenemethanol che contiene i gruppi pirenico e ossidrilico, per creare il contatto tra i nanotubi ed il dye. Nella seconda parte del lavoro lo starto di nanotubi e’ stato formato mediante elettroforesi per single-walled nanotubes (SWNTs) e metal-organic chemical vapor deposition (CVD) per multi-walled nanotubes (MWNTs). Entrambi i metodi hanno dato la possibilita’ di creare campioni con ampia area superficiale, dai quali sono state fabbricate le celle solari. Sono state studiate determinate le dipendenze tra i fattori dei metodi e le proprieta’ delle celle prodotte.Item Hybrid nanostructured fillers for polymer electrolytes in the PEM Fuel Cells(2012-11-30) Angjeli, Kristina; Versace, Carlo; Nicotera, Isabella; Bartolino, RobertoThe present thesis is focused on the development of novel nancomposite membranes, prepared by the incorporation of two-dimensional inorganic layered structures such as (i) smectite clays (synthetic and natural), (ii) graphene oxide (GO), and (iii) layered double hydroxides (LDHs) with different compositions into the polymer matrix of Nafion, for use as electrolytes in Proton Exchange Membrane fuel cells. The characteristics of the membranes were studied mainly, in terms of transport properties by NMR spectroscopy, in order to study the water dynamics inside the electrolyte membranes. For this purpose the Pulse-Field-Gradient Spin-Echo NMR (PFGSENMR) method was employed to obtain a direct measurement of water self-diffusion coefficients on the water-swelled membranes in a wide temperature range (25-140 °C). This technique together with the 1H-NMR spectral analysis and NMR spin-lattice relaxation times (T1) conducted under variable temperature. Furthermore, both pristine materials (fillers and Nafion) as well as the resulted nanocomposite membranes were characterized by a combination of X-ray diffraction, FTIR spectroscopy, thermal analysis (DTA/TGA), Raman spectroscopies and scanning electronic microscopy (SEM).Item Synthesis and characterization of novel biopolymer for biomedical applications(2012-11-23) Altimari, Ilaria; Iemma, Francesca; Gabriele, BartoloAttualmente le innovazioni nel settore biomedicale possono contare sull’impiego di numerosi sistemi polimerici per la realizzazione di nuovi materiali funzionali per applicazioni specifiche in campo biologico, farmaceutico, cosmetico e nutraceutico. Diversi sistemi polimerici vengono impiegati con successo in diverse aree biomedicali, come ad esempio: - nel campo farmaceutico , nella preparazione di innovativi dispositivi per la somministrazione di farmaci come, ad esempio, idrogel come sistemi di rilascio biodegradabili; - in chirurgia, in una vasta gamma di applicazioni impiantabili, quali: lenti intraoculari, sistemi ortopedici degradabili, cateteri, materiali che devono presentare importanti proprietà come una buona prestazione e resistenza meccanica, nonché buone proprietà di permeabilità. - nell’ingegneria tissutale, come sostituti biologici per ristabilire, mantenere o migliorare la funzione di un tessuto, o nella realizzazione di organi artificiali. I materiali polimerici impiegati per questi scopi devono naturalmente presentare proprietà di biocompatibilità, biodegradabilità e totale assenza di tossicità, nonchè buone proprietà meccaniche, durante l’intero processo di rigenerazione. In tutti questi contesti, in realtà, è necessario che i materiali impiegati presentino ottime proprietà di biocompatibilità, biodegradabilità e atossicità, evitando qualsiasi reazione indesiderata all’interno dell’organismo umano. La realizzazione di sistemi polimerici ibridi , cioè a base di polimeri naturali e sintetici, risulta un percorso interessante per produrre polimeri funzionali con possibili applicazioni nella biomedicina. Infatti, l'introduzione di funzioni chimiche reattive, derivanti da polimeri sintetici, all'interno o lungo catene polimeriche naturali, come polisaccaridi e proteine, porta ad una serie di risultati positivi in quanto la presenza di gruppi derivanti dai polimeri naturali garantiscono proprietà importanti dal punto di vista della biocompatibilità, biodegradabilità e bio-funzionalità, mentre i polimeri di origine sintetica sono in grado di migliorare le proprietà fisiche e meccaniche di questi sistemi ibridi. Sulla base di tutte queste considerazioni, gli obiettivi generali della mia tesi di dottorato sono stati la sintesi e la caratterizzazione di nuovi materiali funzionali a base di biopolimeri, come polisaccaridi e proteine, con possibili applicazioni in campo biomedico. Il progetto di ricerca si è focalizzata su tre tematiche principali che verranno descritte in tre sezioni distinte, e in particolar modo: I. La prima sezione descrive la realizzazione e la caratterizzazione di nuovi idrogel pH- e temperaturasensibili, come potenziali sistemi di rilascio di farmaci. In particolar modo, in primo luogo è stata posta l’attenzione sulla realizzazione di idrogel pH-sensibili a base di gelatina, come carrier di farmaci per uso orale. Successivamente è stato realizzato un potenziale sistema di rilascio a base di chitosano ,sensibile alla temperatura, in grado di modulare il rilascio di farmaci in relazione alle variazioni di temperatura. II. La seconda sezione pone l’attenzione sulla sintesi di coniugati a base di biopolimeri e antiossidanti come potenziali ingredienti per formulazioni farmaceutiche, cosmetiche e nutraceutiche. La possibilità di promuovere la coniugazione tra molecole biopolimeriche e gli antiossidanti risulta molto interessante dal punto di vista biomedico perché il sistema risultante presenta proprietà del biopolimero di partenza, come biocompatibilità, biodegradabilità e atossicità e l’attività delle molecole antiossidanti coniugate, come una maggiore stabilità e una minore velocità di degradazione. III. L’ultima sezione descrive il lavoro che ho svolto durante il mio periodo di ricerca all’estero presso il Laboratorio di Medicina Rigenerativa e Farmacobiologia del Politecnico Federale di Losanna (EPFL, École Polytechnique Fédérale de Lausanne ). L’obiettivo principale di questo lavoro è stato la realizzazione di un nuovo sistema a base di PEG eterobifunzionale come potenziale biomateriale impiegabile nel processo della microincapsulazione cellulare. La scelta di un materiale adatto a preservare la vitalità e la funzione delle cellule incorporate all’interno del sistema realizzato diventa fondamentale se il materiale è destinato ad uno scopo terapeutico.Item Synthesis of innovative material for food packaging(2013-06-30) Carchedi, Marisa; Bartolino, Roberto; Gabriele, Bartalo; Fazio, Alessia; Sindona, GiovanniLo scopo del presente lavoro di tesi è la sintesi di materiali polimerici innovativi funzionalizzati con una porzione antiossidante legata alla catena laterale da utilizzare nella conservazione dei cibi, in particolar modo per prolungare la “shelf life” dei cibi della IV gamma cui appartengono frutta e verdura già lavata e tagliata, pronta all’uso. Generalmente questo genere di alimenti deperisce velocemente e ha una durata limitata a pochi giorni. L’ossidazione è una delle più importanti reazioni di degradazione dei cibi e poichè ne riduce la “shelf-life”, ne limita anche la conservazione con conseguente diminuzione delle vendite. L’active packaging prolunga la “shelf-life” dei cibi e allo stesso tempo ne migliora la sicurezza e le proprietà organolettiche. L’idea innovativa rispetto alle tecniche tradizionali è la preparazione di film bioattivi in cui la molecola antiossidante non è adsorbita sulla superficie del film con procedure di spraying, immersione o rivestimento, ma è legata covalentemente, tramite un linker, alla matrice polimerica. In questo studio è stata evidenziata la sintesi di un PET modificato innovato che reca una catena laterale funzionalizzata con una molecola antiossidante quale il ter-butilidrochinone (TBHQ) o l’idrossitirosolo (Tyr-OH). L’attività antiossidante dei monomeri di PET modificato funzionalizzati con il TBHQ e il Tyr-OH è stata testata tramite test del DPPH che ha confermato l’elevata capacità scavenger dei monomeri stessi. Un altro obiettivo del lavoro di ricerca è stata la caratterizzazione tramite spettrometria di massa di polimeri e copolimeri funzionalizzati. Questo studio è stato svolto in collaborazione con l’Università di Akron, Ohio, USA. Lo scopo del lavoro è stato sviluppare un protocollo di analisi di spettrometria di massa che fornisce informazioni riguardo la composizione dei poliesteri copolimeri, dei gruppi terminali, delle sequenze e della loro architettura. Più nello specifico, l’oggetto dello studio è stato il confronto tra il copolimero lineare poli(caprolattone)-poli(etilene glicole) (PCL-PEG) e l’omopolimero poli(caprolattone). Inoltre è stato condotto uno studio sull’energia di collisione necessaria alla frammentazione per il copolimero PCL-PEG, e gli omopolimeri PCL e PEG. Questo studio è stato condotto utilizzando spettrometri di massa MALDI Q/ToF e MALDI ToF/ToF/.Essendo questi polimeri ampiamente usati in moltissimi campi e per differenti applicazioni, in particolare applicazioni in campo biologico, è stato condotto uno studio di degradazione in mezzo acquoso per capire come e con quale velocità questi polimeri degradano e frammentano in presenza di acqua. Per effettuare questo studio i “frammenti” provenienti dalla degradazione sono stati separati per cromatografia liquida attraverso l’uso di uno strumento UPLC la cui uscita è accoppiata ad uno spettrometro di massa per poter facilmente individuare ed assegnare i vari frammenti.Item Polymeric devices and nanomaterials for biomedical and pharmaceutical applications(2008-10-07) Cirillo, Giuseppe; Puoci, Francesco; Gabriele, BartoloItem Polimeri funzionali:aspetti strutturali, sintesi ed applicazioni nel settore tecnologico-farmaceutico(2007-11-16) Castiglione, Mariarosaria; Iemma, Francesca; Gabriele, BartoloItem Polimeri a memoria molecolare per l’identificazione di substrati di interesse tossicologico nell’uomo(2006-11-10) Garreffa, Carmelo Maria; Sindona, Giovanni; Picci, PicciItem Optical and electrical properties of polymer dispersed nanoparticles(2008-11-28) Tyurin, Alexander; Chidichimo, G.; Versace, C.Item Study of composite systems of polymers and liquid crystals with homeotropic orientation(2014-06-24) Gallucci, Maria Caterina; Versace, Carlo; De Filpo, GiovanniItem Nuovi sistemi polimerici biocompatibili per la cosmetica e la veicolazione di farmaci(2014-05-29) Leta, Sonia; Picci, Nevio; Sindona, Giovanni