Descrizione

Il gruppo di ricerca ha una lunga tradizione nello studio di diversi aspetti della chimica dei sistemi metallici. Nel corso degli anni gli argomenti di ricerca sono stati oggetto di numerosi progetti nazionali ed internazionali quali progetti PRIN (tra cui Modellizzazione termodinamica e indagine sperimentale di equilibri di fase in leghe di alluminio per l'impiego in processi di pressocolata allo stato semisolido e Acciai innovativi per l'industria automobilistica: proprietà cristallografiche e microstrutturali), Progetti di ricerca di Ateneo, Progetti finanziati da Fondazione CARIGE (tra cui Leghe leggere a base Titanio e Magnesio per applicazioni strutturali), Progetti COST (tra cui MP0903-Nanoalloy, 535-Thermodynamics of alloyed aluminides e P16-Emergent Behaviour of Correlated Matter), etc.

L'attività riguarda sia lo studio delle proprietà costituzionali di sistemi intermetallici binari e multicomponenti che la successiva caratterizzazione di materiali metallici selezionati in vista di un loro potenziale impiego tecnologico. Le proprietà costituzionali comprendono le proprietà termodinamiche (determinazione sperimentale dell'entalpia di formazione, di dissoluzione e del calore specifico) ed i diagrammi di stato binari, ternari e multicomponenti (sia dal punto di vista sperimentale che teorico).

L'attività di modellizzazione si basa sul metodo CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams) e permette di prevedere equilibri di fase in materiali e processi complessi a partire da una combinazione di calcoli ab initio (Density Functional Theory) e modellizzazione termodinamica (Compound Energy Formalism). La modellizzazione viene applicata anche allo studio di nuovi materiali speciali (come superleghe, leghe leggere, materiali ferromagnetici, ecc.), o di processi innovativi allo scopo di prevedere il comportamento di tali sistemi complessi in funzione delle condizioni operative a cui sono sottoposti.

Una parte dell'attività riguarda lo studio dell'esistenza, della stabilità, della struttura cristallina e delle proprietà fisiche di composti intermetallici. La determinazione accurata della struttura cristallina dei composti intermetallici trovati (incluse superstrutture, strutture modulate, strutture disordinate) permette di evidenziare regolarità e relazioni strutturali utili per razionalizzare il comportamento chimico dei costituenti. La conoscenza della struttura costituisce infatti l'indispensabile punto di partenza per effettuare calcoli di struttura elettronica (utilizzando gli approcci LMTO─Linear Muffin-Tin Orbital─ e FPLO─Full Potential Local-Orbital) e analisi del legame chimico nello spazio reale nell'ambito della teoria QTAIM (Quantum Theory of Atoms in Molecules), usando ad esempio l'indicatore Electron Localization Indicator.

Per quanto riguarda le proprietà fisiche vengono studiati in particolare composti intermetallici a forte correlazione elettronica, magneticamente frustrati o sistemi che presentano transizioni di fase quantistiche. L'ampia ed approfondita conoscenza delle proprietà costituzionali che deriva da questa attività non fornisce solo un contributo alla ricerca di base ma costituisce un importante punto di partenza per la successiva caratterizzazione dei materiali metallici studiati in vista di un loro impiego tecnologico (materiali per lo stoccaggio di idrogeno, materiali bio-compatibili, materiali con proprietà elettrocatalitiche, superleghe, materiali per dispositivi fotovoltaici e termoelettrici).

L'attività scientifica si sviluppa in collaborazione con diversi laboratori ed enti di ricerca sia italiani sia esteri tra cui: Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Dresden (Germania); Politecnico di Torino, Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia; Università di Vienna (differenti istituti); Technische Universität Vienna (Austria); Instituto Superior Técnico, Università di Lisbona (Portogallo), Swiss Federal Laboratories for Material Science and Technology (EMPA, Dubendorf), Ruhr-Universität Bochum (Germania), Centro Atomico de Bariloche, Argentina, etc.

Sito web

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Responsabile scientifico/Coordinatore

SACCONE Adriana (Chimica e Chimica industriale (DCCI))


Settore ERC del gruppo

  • PE4_13 - Theoretical and computational chemistry
  • PE5_1 - Structural properties of materials
  • PE5_12 - Chemistry of condensed matter
  • PE5_2 - Solid state materials
  • PE5_6 - New materials: oxides, alloys, composite, organic-inorganic hybrid, nanoparticles

Componenti

Cognome Nome Struttura Qualifica Settore
CACCIAMANI Gabriele Chimica e Chimica industriale (DCCI) Prof. Associato CHIM/03
ZANICCHI Gilda Chimica e Chimica industriale (DCCI) Prof. Associato CHIM/03
CARDINALE Anna Maria Chimica e Chimica industriale (DCCI) Ricercatore CHIM/03
DELSANTE Simona Chimica e Chimica industriale (DCCI) Ricercatore CHIM/03
DE NEGRI Serena Chimica e Chimica industriale (DCCI) Ricercatore CHIM/03
GIOVANNINI Mauro Chimica e Chimica industriale (DCCI) Ricercatore CHIM/03
MACCIO' Daniele Chimica e Chimica industriale (DCCI) Ricercatore CHIM/03
PARODI Nadia Chimica e Chimica industriale (DCCI) Ricercatore CHIM/03
RIANI Paola Chimica e Chimica industriale (DCCI) Ricercatore CHIM/03
SOLOKHA Pavlo Chimica e Chimica industriale (DCCI) Ric. a tempo determ. CHIM/03
CARLINI Riccardo Chimica e Chimica industriale (DCCI) Assegnista CHIM/03

Altro Personale