- Dipartimento: Chimica e Tecnologie Chimiche (CTC) – UNICAL
- Responsabile scientifico: Prof. Nicotera Isabella
- Localizzazione: Cubo 14 D – Piano 0 e Piano I; Cubo 15 C – Piano IV
Il PCAM Lab, Physical Chemistry and Applied Materials Laboratory, è una struttura di ricerca specializzata in metodi
NMR avanzati, elettrochimica, tecniche calorimetriche, reologia e analisi dinamico-meccanica per lo studio di materiali
innovativi sviluppati dai suoi gruppi di ricerca.
Il PCAM Lab è formato da due gruppi di ricerca che hanno affinità scientifica e metodologica e che condividono spazi e
strumentazioni.
Le principali linee di ricerca sono:
- materiali ibridi nanostrutturati e macromolecolari (polimeri elettrolitici) guidata dalla Prof.ssa Isabella Nicotera:
per dispositivi elettrochimici innovativi e ad alte prestazioni, di conversione e di stoccaggio dell’energia (celle a
combustibile a idrogeno, elettrolizzatori, batterie al litio-ione, dispositivi elettrocromici, etc.), nonché materiali e
membrane per la separazione e lo stoccaggio di gas - studio e self-assembling di rilevanti molecole anfifiliche guidata dal Prof. Luigi Coppola.
- caratterizzazione e sviluppo di sistemi colloidali per applicazioni industriali diretta dal Prof. Cesare Oliviero Rossi. In
tale linee si colloca lo studio e lo sviluppo di sistemi bituminosi. Negli ultimi anni, la ricerca si è fortemente incentrata
sul miglioramento delle performance dei materiali bituminosi attraverso bioadditivi con particolare attenzione al
problema dell’adesione e del riciclo di bitumi ossidati (green asphalt).
Il PCAM-lab è costituito da 3 Professori Associati e diverse unità (mediamente 8 unità annue) di Assegnisti di Ricerca,
Borsisti, studenti di Dottorato, studenti in Tesi (sia triennali che magistrali) e studenti Erasmus.
Ha sede nel Dipartimento CTC e dispone di due laboratori di sintesi e 4 laboratori strumentali e di caratterizzazione
(NMR, elettrochimico, reologico, calorimetrico).
Il PCAM-lab costituisce anche una base operativa per lo spin-off KIMICAL, presieduto dal Prof. Cesare Oliviero Rossi e
ha come amministratore delegato il Prof. Giuseppe Antonio Ranieri (professore ordinario in quiescenza).
ATTIVITÀ
Ricerca nel settore Energetico e Ambientale (prof.ssa Isabella Nicotera):
- Sintesi e caratterizzazione di materiali nanostrutturati (e.g., grafene ossido e materiali 2D di nuova generazione
basati su argille) da usare come nanoadditivi in matrici polimeriche per la preparazione di membrane
nanocomposite. - Preparazione e caratterizzazione di elettroliti polimerici innovativi, ad alta conducibilità ionica e stabilità
elettrochimica, sicuri e a elevate proprietà meccaniche per dispositivi elettrochimici avanzati (celle a
combustibile ed elettrolizzatori di tipo PEM, batterie e supercapacitori al litio, accumulatori post-litio). - Sviluppo di materiali polimerici e ibridi organico-inorganici per applicazioni in dispositivi elettrocromici (finestre
intelligenti fotoelettrocromiche). - Sintesi e valutazione di materiali nanostrutturati e polimeri biocompatibili per la separazione e lo stoccaggio dei
gas, e in particolare della CO2. - Sviluppo di membrane polimeriche ibride fotosensibili per la purificazione delle acque da agenti inquinanti.
Ricerca su self-assembling di rilevanti molecole anfifiliche (Prof. Luigi Coppola):
- equilibri solido-soluzione micellare e tra fasi micellari, normali od inverse, e fasi liotropiche;
- formazione di micelle inverse ed il comportamento dell’acqua in queste;
- formazione di fasi indotte meccanicamente.
Ricerca nel settore dei sistemi colloidali ed in particolare ai Sistemi Bituminosi (prof. Cesare Oliviero Rossi):
Le attività di ricerca e le conoscenze sulla soft matter riguardano lo studio sistematico di fasi lipotropiche da
utilizzare come colloidi biologici innovativi e come sistemi a rilascio controllato di molecole target. La
determinazione di equilibri di fase statici e dinamici di soluzioni di tensioattivi in diversi solventi ha reso tale
laboratorio un punto di riferimento internazionale nella analisi di sistemi colloidali. In questo settore negli ultimi
anni si è affermata la linea di ricerca sullo sviluppo e caratterizzazione di sistemi bituminosi altamente performanti.
Attraverso progetti con diverse industrie sono stati studiati con successo i meccanismi di interazione tra nuovi
surfattanti e la matrice colloidale bituminosa. Tale ricerca ha coinvolto nelle attività l’interesse di gruppi di ricerca
accademici ed industriali creando un network scientifico assai qualificato. Per i risultati scientifici ottenuti in questo
settore, il laboratorio è considerato Pavement Expert a livello internazionale ottenendo prestigiosi riconoscimenti.
Caratterizzazioni Chimico-Fisiche Avanzate:
- Spettroscopia NMR avanzata (spettroscopia in alta risoluzione, Diffusometria-PFG, rilassometria, microImaging, NMR stato solido-MAS).
IL PCAM Lab è riconosciuto a livello internazionale nell’area della diffusometria NMR applicata allo studio della
dinamica molecolare e dei meccanismi di trasporto ionico e molecolare in sistemi complessi mediante la
misurazione diretta dei coefficienti di auto-diffusione e tempi di rilassamento. - Reologia di materiali viscoelastici e Analisi Dinamico-meccaniche di film sottili e fibre.
- Misure elettrochimiche (Impedenziometria, voltammetria ciclica, test in cella a combustibile, ect…).
- Tecniche calorimetriche (DSC).
DIAGNOSTICA
- Spettrometro NMR (Bruker 7 Tesla Ultrashield Wide Bore con probe Diff30 Z-diff multinucleare, probe micro-Imaging, probe
broad-band di alta risoluzione, probe per misure Rheo-NMR-Imaging, probe Magin Angle Spinning-MAS). - Rilassometro NMR (“home-made” operante a 16 MHz per protoni, utilizzato per lo studio dei tempi di rilassamento e del
coefficiente di auto-diffusione in solidi e liquidi altamente viscosi). - Reometro “shear-strain controlled” (RFS III-Rheometrics)
- Reometro “shear-stress controlled” (RS5000I-Rheometrics)
- DMA (Analizzatore dinamico-meccanico-Metravib-Acoem- dotato di supporti per misure meccaniche sia su film sottili che su
barrette) - Potenziostato/Galvanostato (Autolab-Methrom)
- DSC (Calorimetro a scansione differenziale Setaram-131)
- micro-DSC (micro-Calorimetro a scansione differenziale Setaram)
- Microscopio in luce polarizzata
- RTFOT controls: sistema aging del bitume
- Spettrofotometro assorbimento atomico Shimadzu AA 6300
- Los Angeles Abrasion machine controls instrument
- Radosys dosimetric microscopy
- Muffola Nobertherm 30-3000°C
- Oscilloscopio