Quest’anno si è tenuta a Varsavia la conferenza sui materiali “E-MRS Fall Meeting” organizzata dalla “European Materials Research Society”. L’E-MRS si differenzia da molte società professionali monodisciplinari, incoraggiando scienziati, ingegneri e responsabili della ricerca a scambiare informazioni su una piattaforma interdisciplinare, riconoscendo l’eccellenza professionale e tecnica mediante la promozione di premi, che coinvolgono dottorandi e scienziati senior. Annualmente l’E-MRS organizza e collabora alla sponsorizzazione di numerosi eventi scientifici.

Al centro del portafoglio degli incontri ci sono le riunioni primaverili e autunnali dell’E-MRS. Il congresso autunnale della società, l’“E-MRS Fall Meeting”, si tiene a settembre e comprende circa 20 simposi tematici: si tratta di un evento molto importante, utile per stimolare nuove idee, progetti futuri e creare nuove relazioni. Ciascun simposio, dunque, pubblica le più recenti ricerche sperimentali e teoriche circa la crescita e le proprietà dei materiali, l’implementazione di nuovi processi avanzati e lo sviluppo di dispositivi elettronici. Alla recente edizione di questa prestigiosa conferenza ha partecipato il gruppo di ricerca della prof.ssa Graziella Malandrino del laboratorio Chimica Inorganica dei Materiali (CIMat) del Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università degli Studi di Catania.

Nello specifico, hanno preso parte alla conferenza, con contributi orali e “poster”, i dottorandi Matteo Bombaci, Francesca Lo Presti e Lorenzo Sirna. Il gruppo CIMat ha come punto focale della propria ricerca la sintesi di nuovi materiali in forma di film sottili per applicazioni nel campo del fotovoltaico e dell’Energy Harvesting tramite processi di deposizione chimica da fase vapore di composti metallorganici (MOCVD) e sol-gel/spin-coating. Lo studio è altresì rivolto alla sintesi di materiali nanostrutturati per sensoristica e fotocatalisi. I dottorandi Francesca Lo Presti e Lorenzo Sirna, nel presentare la propria attività di ricerca, svolta sotto la supervisione della Prof.ssa Graziella Malandrino e della Dott.ssa Anna Lucia Pellegrino, hanno vinto il prestigioso premio Young Researcher Award riservato a giovani ricercatori che si sono dimostrati particolarmente brillanti nella loro attività di ricerca. La dottoranda Francesca Lo Presti ha ricevuto il premio all’interno del simposio F (“Advanced Ceramics for Environmental Remediation”) con il lavoro “Novel Hybrid Rare-Earth Metalorganic Frameworks for Water Purification”, basato sullo sviluppo di nuovi materiali ibridi luminescenti per la determinazione di comuni inquinanti presenti nelle acque. Nello specifico, questi materiali ibridi sono chiamati “Metal-Organic Frameworks” (o MOF).

Le caratteristiche uniche dei MOF hanno trovato ampio impiego in svariati campi applicativi, quali la catalisi, la fotocatalisi, lo stoccaggio di gas, le applicazioni antibatteriche e il rilascio di farmaci. Inoltre, la possibilità di modulare la funzionalità e le caratteristiche strutturali dei MOF, attraverso un adeguato controllo della loro struttura, rappresenta un elemento di particolare interesse. Finora, come ci ha spiegato la dottoranda: «i comuni approcci sintetici per i MOF sono basati principalmente su processi che spesso richiedono elevate pressioni, l’uso di solventi organici potenzialmente tossici e tempi di reazione prolungati». Nel lavoro presentato dalla dottoranda, l’attenzione è stata focalizzata sulla sintesi green di MOF a base di terre rare.

Tali composti ibridi sono stati impiegati per la rilevazione di alcuni ioni inorganici presenti spesso come inquinanti nelle acque. I risultati ottenuti mettono in evidenza il potenziale di questo semplice e flessibile approccio sintetico, condotto in condizioni blande, che consente di modulare le caratteristiche strutturali, microstrutturali e morfologiche dei MOF a base di terre rare. Il dottorando Lorenzo Sirna ha invece ricevuto il premio all’interno del simposio C (“Perovskites: From Materials Science to Devices”) con il lavoro “A Facile and Green Route to the Synthesis and Deposition of All Inorganic Perovskite CsPbBr3 Films on Rigid and Flexible Substrates”, basato su una nuova strategia green di sintesi e deposizione di film di perovskiti di tipo inorganico in ambito fotovoltaico.

Il termine “perovskite” indica un’ampia famiglia di materiali con la stessa struttura ma i cui elementi costitutivi possono cambiare. È proprio grazie alla possibilità di ottenere diverse proprietà modificando i loro elementi che oggi, le perovskiti, sono diventate un materiale incredibilmente promettente. Ci spiega il dottorando: «i materiali con cui lavoro presentano delle caratteristiche uniche, come la capacità di assorbire la luce solare e l’alta efficienza di conversione dell’energia del sole in elettricità. È questo che rende le perovskiti così importanti, soprattutto nel settore dell’energia solare». In questo campo, la ricerca del dottorando Lorenzo Sirna, effettuata in collaborazione con 3SUN (azienda del gruppo Enel, con sede a Catania) è focalizzata sullo sviluppo di tecniche green ed ecosostenibili per la fabbricazione di film di perovskiti su una vasta gamma di substrati, al fine di ottenere nuovi e funzionali materiali da integrare nelle celle solari.

Il progetto mira alla realizzazione delle celle solari cosiddette “tandem”, le quali puntano ad integrare la ben consolidata tecnologia delle celle fotovoltaiche a base di silicio con l’emergente studio sulle celle a base perovskitica, al fine di ottenere un unico dispositivo in grado di assorbire una maggior quantità di radiazione solare ed aumentare così l’efficienza di conversione delle celle fotovoltaiche (che ad oggi si assesta tra il 23-24%) fino al 30%. In questo contesto la 3SUN Gigafactory di Enel Green Power a Catania diventerà la più grande fabbrica europea per la produzione di pannelli fotovoltaici di nuova generazione. Gli interessanti risultati conseguiti dai dottorandi costituiscono un fiore all’occhiello per il gruppo di ricerca e una base di partenza per ulteriori studi in questi settori, che si concretizzeranno in altre partecipazioni a conferenze e proposte per progetti innovativi.