EventiLunedì 20 ottobre 2014 Sanità - Chimica, Farmaceutica e Biotecnologie 9

“Il progetto scientifico del dipartimento di

Scienze Chimiche dell’Uni-versità di Messina prevede lo sviluppo di competenze te-oriche e tecnico/applicative orientate all’attività di ricer-ca, anche attraverso la colla-

borazione con altre strutture di ricerca nazionali e inter-nazionali, enti pubblici e privati, e imprese interessate al trasferimento industriale dei prodotti della ricerca”. È questo il quadro che traccia il direttore del dipartimento,

il professor Giovanni Grassi. Insieme alle classiche aree tematiche della ricerca, sono coltivate ricerche interdisci-plinari in progettazione e studio di materiali funziona-li anche di interesse biofar-macologico; nanotecnolo-

gie; conversione dell’energia solare; catalisi; tecnologie alimentari; chimica dell’am-biente; chimica dei beni cul-turali; modellizzazione di fluidi naturali e biologici.I temi di ricerca riflettono i diversi orientamenti di-

sciplinari dei docenti e ri-cercatori (circa 50). La pre-senza di numerosi studiosi con competenze teoriche e sperimentali della chimica più avanzata, permette sia di proporsi nei confronti di industrie ed enti di ricerca,

come punto di riferimento culturale e supporto tecnico/applicativo, offrendo un am-pio spettro di servizi in atti-vità di ricerca e consulenza, sia di assicurare un’offerta formativa variegata e di alta qualità.

Le ultime frontiere della ricerca riguardano energie rinnovabili, cura e prevenzione, e rispetto dell’ambienteDalla produzione diretta di carburanti per ridurre il consumo di combustibili fossili alle nanotecnologie per sviluppare materiali “intelligenti” capaci di svolgere ruoli diversi. Fruttuosa la collaborazione con gruppi nazionali e internazionali, e con le multinazionali nei settori di competenza

La fotosintesi artificiale: il sacro graal della ricerca scientifica

Alcuni dei progetti di ricerca del Dipartimento riguardano la conversione di energia solare in energia chimica (fotosin-tesi artificiale). L’obiettivo è sviluppare sistemi supramole-colari nanostrutturati capaci di utilizzare la luce solare per produrre idrogeno dall’acqua. Un processo, ispirato dalla fotosintesi naturale, che permetterebbe di avere energia pulita a basso costo, superando i pro-blemi collegati all’in-termittenza e alla bassa concentrazione della luce solare. Rispetto ai processi fotovoltaici, la fotosintesi artificiale produce direttamente energia chimica (car-buranti), non energia elettrica. La produzione di carbu-ranti è molto più utile e conveniente della pro-duzione di energia elettrica. La fotosintesi artificiale, inoltre, consentirebbe il superamento di molti problemi socio-politici legati alla disponibilità di combustibile fossile. In questo am-bito, il dipartimento di Scienze Chimiche coordina un im-portante progetto nazionale (Nanosolar), comprendente otto gruppi di ricerca di diverse università, centri Cnr e istituti scientifici nazionali. Inoltre, esso è uno dei cofondatori, insie-me ad altre università italiane, del Centro interuniversitario per la fotosintesi artificiale. Numerose e molto intense sono le collaborazioni scientifiche internazionali di gruppi di ricerca del Dipartimento nel settore della fotosintesi artificiale e - in generale - della fotochimica e fotofisica di specie supramole-colari. Recentemente il Dipartimento ha inoltre acquisito una nuova strumentazione laser ultraveloce, una delle prime del meridione.

La chimica oltre le molecole: le nanotecnologie e i materiali del futuro

Tra gli aspetti più innovativi della moderna ricerca chimi-ca vi è senz’altro il progresso della chimica supramolecolare, definita come la chimica oltre le molecole. La chimica supra-

molecolare ha dato un impulso decisivo allo sviluppo delle nanotecnologie. Queste offrono la possibilità di costruire di-spositivi sempre più compatti, partendo dall’organizzazione di semplici molecole, i mattoni più piccoli a disposizione dei chimici. In questo contesto opera attivamente il Dipartimen-to di Scienze Chimiche e un gruppo di ricercatori dell’Isti-tuto per lo studio dei materiali nanostrutturati del Cnr. Partendo dalla sintesi di molecole organiche e inorganiche, dalla caratterizzazione strutturale e dallo studio delle loro proprietà generali, si possono ottenere materiali funzionali “intelligenti”, sensori per varie applicazioni anche in ambi-to biomedico, nanomateriali per preservare beni culturali, dispositivi in grado di erogare reagenti in modo controllato nel tempo, nanocontenitori che possano veicolare seletti-vamente farmaci nell’organismo o materiali per la catalisi. Tecniche sofisticate di analisi, quali ad esempio la risonan-za magnetica nucleare ad alta risoluzione o svariati tipi di spettroscopia, l’analisi strutturale ai raggi X o la chimica computazionale, sono tutti strumenti disponibili in Dipar-timento e ampiamente impiegati per la risoluzione dei com-plessi problemi prospettati nella sfida per lo sviluppo della conoscenza. L’estensione ai sistemi biologici è un’interessante potenzialità. Dal laboratorio alla ricerca applicata il passo è quasi sempre breve: grazie ai ripetuti contatti con il Ris, Reparto investigazioni scientifiche - Carabinieri di Messina, con il quale il Dipartimento organizza il master di II livello in Scienze forensi, è nata l’idea di applicare tecniche inno-vative di riconoscimento molecolare di nuove droghe sinteti-che. Sono in via di sviluppo dei kit monouso che rivelano ed identificano diverse sostanze psicoattive.

La “speciazione” come strumento di analisi di fluidi biologici e acque naturali

Parte dell’attività di ricerca del Dipartimento è rivolta allo studio delle interazioni e della distribuzione di sostanze quali metalli, inquinanti di varia natura, farmaci o composti bio-logicamente attivi, in matrici complesse come fluidi biologici (sangue, urina, saliva), acque naturali (mari, fiumi, laghi), reflui industriali, acque di processo e prodotti commerciali. Dal punto di vista prettamente chimico tali sistemi sono solu-zioni multicomponente. In queste condizioni, per comprende-re pienamente il comportamento chimico e le proprietà di un elemento o di un composto, è fondamentale conoscere accura-tamente la sua “speciazione”, definita senza ambiguità dalla Iupac come “la distribuzione di un elemento tra le specie chi-

miche in un sistema”. Questi studi sono di fondamentale im-portanza in campo biologico e sanitario, nella detossificazione e/o rimozione selettiva di specie non desiderate (chelation the-rapy per avvelenamento o accumulo metalli in patologie come Morbo di Wilson, sindromi di Parkinson e Alzheimer) o nel rilascio controllato di farmaci; in campo ambientale, nell’otti-mizzazione di tecniche di bonifica e rimozione di inquinanti da siti contaminati; in campo tecnologico/industriale per lo sviluppo di nuovi prodotti e il miglioramento delle caratteri-stiche e delle performance di quelli già esistenti (detergenti, cosmetici). L’attività di ricerca è svolta in collaborazione con numerosi gruppi nazionali e internazionali e con multinazio-nali operanti in diversi settori industriali.

Distretto tecnologico bio-medico Sicilia

Il Dipartimento è coinvolto nelle attività del Distretto tecnologico biomedico Sicilia - Ricerca scientifica e sviluppo sperimentale su due linee di azione: piattaforme biotecnologiche avanzate per la salute dell’uomo; drug delivery: veicoli per un’innovazione soste-nibile. La ricerca biomedica affronta sempre più frequentemen-te problemi connessi all’innalzamento della vita media, quali le patologie tumorali, malattie degenerative del sistema nervoso e patologie del sistema osteo-articolare. Le strategie adottate nella lotta a queste patologie sono sostanzialmente di due tipi: la dia-gnostica precoce di eventuali anomalie cellulari e lo sviluppo di tecniche farmacologiche mirate a potenziare l’efficacia terapeuti-ca, minimizzandone gli inevitabili effetti collaterali. L’attività pro-gettuale, che coinvolge centri pubblici e privati siciliani, prevede lo sviluppo di una piattaforma tecnologica per l’identificazione di nuovi farmaci, diagnostici e biomarker multifunzionali con applicazioni in patologie osteo-articolari e lo sviluppo di sistemi di trasporto dei farmaci capaci di raggiungere e riconoscere selet-tivamente i siti per il rilascio del farmaco.

■■■ UNIMESSINA DIP. SCIENZE CHIMICHE / Sono 50 i docenti e i ricercatori impegnati in attività interdisciplinari di studio e di progettazione

Dal laboratorio all’impresa, l’unione fa la ricercaNanotecnologie, energia solare, catalisi, tecnologie alimentari, chimica dell’ambiente e dei beni culturali, modellizzazione di fluidi