Lavoro di ricerca dei Chimici Unicam pubblicato sulla prestigiosa rivista PNAS

Perché il rame e l’argento tendono a legarsi così fortemente all’oro? Quale energia li lega? È dall’osservazione di questi legami apparentemente “particolari” e dalle intense emissioni di luce che ne derivano, che ha preso il via il progetto di ricerca condotto dalla prof.ssa Rossana Galassi, docente della sezione di Chimica della Scuola di Scienze e Tecnologie di Unicam, i cui risultati sono stati appena pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences, organo ufficiale dell’Accademia nazionale delle Scienze degli Stati Uniti).

Il lavoro riguarda lo studio della chimica di particolari composti trinucleari ciclici, ossia una sorta di mattonelle triangolari con ai vertici atomi metallici che si impilano e interagiscono tra di loro mostrando proprietà chimiche che sono uniche nel panorama della chimica di coordinazione dei metalli da conio. 

“Nel corso dello studio, iniziato dal prof. Bonati e proseguito dal prof. Burini – ha dichiarato la prof.ssa Rossana Galassi – abbiamo sintetizzato e caratterizzato composti sia di oro che di argento e di rame con strutture molecolari molto eleganti e simmetriche, con distanze intermolecolari tra atomi dei metalli molto corte, ma sull’origine della loro reattività e delle loro proprietà emissive non molto si era capito. Con questo ultimo lavoro, dove sono stati riportati composti stabili trinucleari ciclici bimetallici, cioè contenenti sia oro che rame, abbiamo dimostrato che i legami coinvolti nella formazione di questi composti, che fino ad adesso venivano chiamati interazioni secondarie di tipo metallofilico, ossia non molto forti, sono invece legami covalenti, esattamente alla stregua di tutti gli altri legami chimici; i legami fra rame e oro in questi composti sono quindi della stessa natura di quelli che legano tutti i composti chimici che sono intorno a noi”.

Come moderni alchimisti, quindi, i ricercatori coinvolti nello studio sono riusciti a scoprire il perché di questa tendenza del rame ad unirsi all’oro (piuttosto che l’oro al rame) e che il legame tra di loro risponde alle leggi del legame covalente polare, lo stesso esistente nella molecola di glucosio, di acqua o di anidride carbonica per intenderci.

“Non solo, – ha proseguito la prof.ssa Galassi – abbiamo inoltre verificato una resa quantica di fosforescenza vicina all’unità, caratteristica niente affatto comune: ciò significa che questi composti che contengono il legame oro-rame, proprio in virtù di questo legame, hanno la capacità di convertire quasi tutti i fotoni che sono in entrata, quindi la luce assorbita, in fotoni in uscita, quindi luce emessa. Si tratta di un lavoro di ricerca della chimica di base, ma degno di notevole attenzione per le applicazioni che potrebbe avere nel settore delle tecnologie avanzate tipo negli OLED.

“Sono davvero molto soddisfatta – ha affermato la prof.ssa Galassi – per questo importante risultato che mi ripaga del lavoro svolto da diversi anni. Abbiamo studiato molti aspetti in sequenza per arrivare, attraverso molte collaborazioni multidisciplinari, fino ad un prototipo di un OLed, con una resa quantità pressoché inalterata quindi molto promettente per futuri sviluppi applicativi di questi composti”.

La ricerca è stata svolta soprattutto in collaborazione con il gruppo di ricerca del prof. Mohammad A. Omary della University of North Texas negli Stati Uniti.

“Ringrazio molto il prof. Omary – ha concluso la prof.ssa Galassi – che pur non conoscendomi personalmente fino alla sua visita in UNICAM, ha sempre attivamente e costruttivamente sostenuto una discussione scientifica attraverso una corrispondenza via mail, ha creduto in questo progetto e lo ha arricchito di aspetti teorici fondamentali. Inoltre mi ha inserita in un finanziamento della National Science Foundation, grazie al quale abbiamo potuto sostenere studenti PhD UNICAM nella loro mobilità verso l’università del North Texas proprio per approfondire gli studi di luminescenza”.