Negli ultimi decenni, l'uso delle nanoparticelle (NPs) e, soprattutto, delle nanoparticelle metalliche (MNPs), ha attirato un enorme interesse da parte della comunità scientifica grazie alle loro peculiari proprietà chimico-fisiche. La capacità delle MNPs di auto-organizzarsi in strutture colloidali ordinate di dimensioni nanometriche ne ha permesso l'impiego soprattutto nell'ambito della nanomedicina, della sensoristica e dell'optoelettronica, e le cui proprietà possono essere adattate attraverso la crescita ordinata delle strutture cristalline. In effetti, queste nanostrutture offrono un'opportunità unica per ottimizzare le proprietà dei materiali. Pertanto, l'alterazione delle dimensioni e/o della distribuzione delle nanoparticelle consente di ottenere materiali di composizione identica ma con proprietà completamente diverse rispetto al metallo massivo. Le nanoparticelle verranno sintetizzate attraverso metodi di riduzione chimica in soluzione acquosa o in doppia fase in presenza di solvente organico con tioli mono e bi-funzionali in qualità di agenti stabilizzanti. Le MNPs saranno in seguito ampiamente caratterizzate attraverso l'utilizzo di tecniche convenzionali ed avanzate, al fine di avere una visione d'insieme delle loro proprietà. Inoltre, la versatilità chimica strettamente legata alla natura dell'agente stabilizzante, permetterà l'interazione covalente o non-covalente con molecole di interesse: farmaci, coloranti, analiti in soluzione o in fase gas.
L'innovatività di questa ricerca risiede nello sviluppo di nuovi sistemi colloidali basati su nanoparticelle metalliche (Au, Ag, Pd), di dimensioni controllate, stabilizzate con tioli organici ed organometallici. Di interesse è la scelta della natura del tiolo funzionalizzante con cui è possibile conferire alle nanoparticelle caratteristiche idrofile/idrofobe, controllarne la carica superficiale e, qualora si faccia ricorso a tioli bifunzionali, ottenere un'interconnessione delle MNPs (network).
Il conferimento di caratteristiche idrofile, con presenza di una carica superficiale netta, apre ad applicazioni nell'ambito del trasporto e rilascio di farmaci con scarsa solubilità.
MNPs di natura idrofoba e NPs interconnesse consentono la creazione di sistemi più complessi con ordine bi- e tridimensionale, con peculiari proprietà elettriche. Proprio lo studio delle proprietà elettriche è di interesse nell'ambito dell'optoelettronica (sensori conduttimetrici, dispositivi elettronici, celle solari).
La versatilità chimica del core metallico apre all'utilizzo di tioli in miscela, con modulazione delle relative caratteristiche superficiali. L'utilizzo di tioli in miscela è un ambito relativamente nuovo, con cui è possibile ottenere MNPs con caratteristiche intermedie dalle NPs funzionalizzate con tioli singoli.
Lo sforzo maggiore sarà volto all'individuazione di agenti stabilizzanti che assicurino allo stesso tempo:
a) stabilità dei colloidi nel tempo nei confronti dell'aggregazione
b) protocolli sintetici riproducibili e con elevata resa
c) proprietà di interesse applicativo