Presentazione
Il Dottorato di Ricerca in Scienze Chimiche dell'Università di Firenze è caratterizzato da corsi di lezione orientati prevalentemente verso l’attività di ricerca e su cicli di seminari specialistici e finalizzati, tenuti da esperti italiani e stranieri. Il Corso di Dottorato si propone sia la preparazione di futuri docenti universitari, sia la formazione di ricercatori competitivi e di alto livello, quali sono richiesti dai laboratori di ricerca pubblici e dell'industria: infatti esso mira a fornire a giovani laureati gli strumenti teorici e le competenze sperimentali necessarie alla loro preparazione scientifica, attraverso un attivo e continuo processo di integrazione dell’insegnamento con la pratica di laboratorio e con il lavoro di ricerca. A questo proposito si dovrà tener conto quanto più possibile di tutte le nuove tecniche di insegnamento innovativo delle quali l'Università di Firenze si sta dotando.
Aree di ricerca
1. SPETTROSCOPIA MOLECOLARE.
Lo sviluppo di numerose e diversificate tecniche di spettroscopia non lineare ha aperto ampie possibilità di studio sperimentale in campi diversi della ricerca. La realizzazione del progetto scientifico di questo curriculum si basa prevalentemente sulla attività svolta presso il Dipartimento di Chimica e presso il Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non Lineare (LENS). Gli studenti acquisiranno una solida formazione nell'uso di complesse tecniche di spettroscopia laser nel dominio delle frequenze (con tecniche di altissima risoluzione) e nel dominio dei tempi (con l'impiego di impulsi nel regime dei fs). I sistemi oggetto di studio sono molecole singole o associati di poche molecole in fasci molecolari ultrasonici, sistemi molecolari condensati, e sistemi sotto altissima pressione. I temi di ricerca riguardano la dinamica molecolare dei sistemi suddetti, la dinamica di stati eccitati, i processi fotochimici e fotofisici (inclusi quelli di interesse biologico), le proprietà di materiali funzionali (come vetri, cristalli liquidi, sistemi a bassa dimensionalità, nanoparticelle).
2. CHIMICA FISICA DEI COLLOIDI E DELLE INTERFASI.
La Chimica Fisica dei Colloidi e delle Interfasi, o come più modernamente viene definita Chimica dei Sistemi Nanofasici o a Grande Interfase, ha avuto un grande sviluppo nelle scienze fisiche e chimiche a partire dagli anni ‘80. Il curriculum è essenzialmente rivolto alla formazione di ricercatori nei settori di competenza dei sistemi nanofasici che spaziano dalla detergenza ai materiali per l'elettronica molecolare, dalle membrane biologiche ai nuovi catalizzatori da fasi template, ecc. Il gruppo che opera nel Dipartimento di Chimica della Università di Firenze ha raggiunto un'alta qualificazione, ha la migliore dotazione strumentale presente in Italia, ha accesso a large scale facilities internazionali. Questo consente la formazione ad alto livello di ricercatori sia per la ricerca pura che le necessità industriali. A queste considerazioni si devono aggiungere anche i numerosi rapporti di proficua cooperazione con industrie nazionali e multinazionali che consente un facile accesso degli studenti al mondo del lavoro.
3.CHIMICA BIOINORGANICA E BIOFISICA.
Produzione e caratterizzazione di biomolecole quali proteine, DNA e RNA. NellUniversità di Firenze c'è una tradizione pluridecennale di studi nel campo di biomolecole che hanno bisogno di ioni metallici per il loro funzionamento. La produzione delle biomolecole si avvale delle tecnologie della biologia molecolare e della biochimica. Nell'era presente, in cui i geni delle proiteine diventano noti attraverso la lettura dei genomi, è particolarmente importante produrre proteine ignote finora caratterizzate per definirne la funzione. La caratterizzazione avviene per via spettroscopica (CD, RR, EPR, NMR, attraverso misure cinetiche (stopped flow in particolare) e attraverso la determinazione strutturale completa. Quest'ultima si può fare con i raggi X e con l'NMR. Il Dipartimento di Chimica è ben attrezzato per questi tipi di misure con attrezzature al massimo livello mondiale. La caratterizzazione di biomolecole èalla base della comprensione dei meccanismi della vita, con ricadute nel campo della chimica farmaceutica, delle biotecnologie e delle scienze ambientali.
4. CHIMICA SUPRAMOLECOLARE E DEI MATERIALI.
Obiettivo: preparare ricercatori che sappiano usare le tecniche della chimica sintetica, ed in particolare quelle della chimica supramolecolare, per progettare e sintetizzare nuove classi di materiali e studiarne le proprietà. Il termine materiali è qui usato in senso estensivo, intendendo sostanze che abbiano proprietà sia strutturali che funzionali che possono assolvere a compiti prefissati. Particolare cura viene dedicata alluso delle tecniche fisiche di indagine e di metodologie quantomeccaniche per l'interpretazione della reattività e delle proprietà dei composti sintetizzati. Gli aspetti più strettamente supramolecolari prevedono il design e la sintesi di recettori in grado di dare riconoscimento molecolare. Nel campo dei materiali lattenzione verrà indirizzata essenzialmente a quelli magnetici, in particolare a quelli di origine molecolare. L'attività di ricerca degli studenti verterà sulla sintesi di nuovi cluster magnetici con dimensioni sempre più grandi che mostrino comportamento superparamagnetico a bassa temperatura le cui proprietà magnetiche sono studiate con tecniche sperimentali presenti nel Dipartimento, o reperibili in vari laboratori nazionali ed esteri.
5.CHIMICA ORGANICA.
Il curriculum èdedicato alla sintesi organica attraverso la ricerca e luso di tecniche moderne, sia in relazione ai prodotti che rispetto ai processi (nuovi reagenti e catalizzatori, reazioni tandem, sintoni o equivalenti sintetici, reazioni stereoselettive, reazioni enzimatiche, produzione e sintesi di peptidi):particolare attenzione viene dedicata all'attività biologica dei composti organici, sia sintetici che naturali, o modificati(carboidrati, peptidi, alcaloidi), anche con l'impiego di tecniche di molecular modelling. Su questi temi la Scuola fiorentina si avvale di consolidate esperienze in varie branche della Chimica organica: sintesi e studio di composti eterociclici, composti organometallici, derivati organici dello S, processi catalitici, chimica biorganica e biomedica. Il personale docente include i responsabili degli insegnamenti di Chimica Organica e di Chimica Industriale delle Facoltà di Scienze MFN, di Farmacia, di Medicina, di Agraria, di Ingegneria.
6. CHIMICA PER L'AMBIENTE.
Questo curriculum fornisce la possibilità di approfondimenti dello studio dei fenomeni ambientali dal punto di vista molecolare. Un tema di ricerca è lo sviluppo di nuovi sensori e biosensori per lo studio e il monitoraggio ambientale che comporta la padronanza di tecniche chimico-fisiche sofisticate e la loro traduzione in dispositivi semplici. Un altro tema è lo studio della degradazione enzimatica di sostanze inquinanti, con particolare riferimento alle sostanze recalcitranti e al loro meccanismo di degradazione. La comprensione del meccanismo di azione di queste molecole permette di accedere alle applicazioni ambientali con conoscenze più razionali. Questo tema si collega a studi di Biochimica molecolare e Biofisica. La comprensione del meccanismo di azione di queste molecole permette di accedere alle applicazioni ambientali con conoscenze più razionali. Lo sviluppo di nuove procedure per il trattamento delle acque comprende la messa a punto di procedimenti analitici e modellizzazione dei parametri ambientali e della loro modificazione nel tempo. Infine, un altro tema, lo sviluppo di metodiche spettroscopiche per la caratterizzazione degli alimenti permette di valutare la trasformazione di composti di interesse alimentare lungo la catena produttiva.
Ultimo aggiornamento
10.05.2021