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GRAPHENE RESEARCH@ ISOF
Graphene = a single layer of carbon atoms, arranged in honeycomb lattice, forming a perfect, completely aromatic network.
• Highly stable • Very good mechanical properties • High thermal and electrical conductivity • Excellent stability in air.
The nanochemistry group at ISOF works on the production of graphene by chemical exfoliation, its chemical functionalization through covalent or supramolecular interactions, and its characterization at nanometric scale.
R2B, BOLOGNA, 8-9 GIUGNO 2011
GRAPHENE OXIDE
• Can be produced in large scale.
• Highly soluble in water and in some organic solvents.
• Present in solution as monoatomic single sheets.
• Sheet size can be tuned from 1 um to 100 um.
• Can be chemically functionalized.
R2B, BOLOGNA, 8-9 GIUGNO 2011
Size control on 2 orders of magnitude (1-100 um)
Height Histogram Height Profile
4.8 um 60 um
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Uniform, deposition on large areas (> 100 um) on any given substrate
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Silicon
Quartz
Glass
Deposition on any given substrate (by finding the right conditions)
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All monolayers up to 45% surface coverage
Coverage evolution Thickness evolution
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Treossi, E., et al., JACS 2009, 131, 15576.
Visualizing graphene sheets by fluorescence quenching OM image
100 µ m 100 µ m 100 µ m Fluorescence image
100 µ m 100 µ m 100 µ m R2B, BOLOGNA, 8-9 GIUGNO 2011
Covalent functionalization of graphene sheets with optically active oligothiophenes.
500 nm
Melucci, M., et al., Journal of Materials Chemistry 2010, 20, 9052. R2B, BOLOGNA, 8-9 GIUGNO 2011
p-type µ = 1 cm2/Vs n-type µ = 0.2 cm2/Vs
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2 µm 2 µm
e-
VD = 1 V
C-AFM
KPFM
AFM
∇-AFM
Nanoscopic monitoring of GO reduction Current mapping
Potential decay mapping
High
High
Low
Low
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KPFM
Kelvin Probe Force Microscopy
AFM
• Maps the electric potential with resolution of few nm and few mV. • Contactless, minimal perturbation of sample potential. • Can be performed on working devices (transistors, photovoltaic blends)
Review paper: Palermo, V., et al., Advanced Materials, (2006) 18, 145. Liscio, A., et al., Accounts of Chemical Research, 2010
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Self-assembly from nano- to macro-scale
150 x 125 µm
soluble fullerenes (PCBM )
50 µm
SVA= 18 hours 1 µ m SVA= 18 hours 1 µ m ORIGINAL 1 µ m ORIGINAL 1 µ m
Perylenes
Coronenes
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Depositing organic semiconductors on graphene
topography Potential, KPFM
Z range = 5 nm Z range = 150 mV
RGO Single sheet
Pyrene nanocrystals
pyrene
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Charge mobility/graphene coverage
SOU
RC
E
DR
AIN
P3HT
Selective improvement of hole mobility
Improved charge mobility in Polythiophene-RGO FET
ION/IOFF ratio ∼ 105
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Design and synthesis of mul2func2onal
π-‐conjugated organic and hybrid materials
Manuela Melucci, Laura Favare/o, Massimo Zambianchi
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π-‐Conjugated Materials
Proper8es: Fluorescence, Charge transport, Self-‐assembly…..
Applica8ons: organic electronics (FET, LED, PVD, oLET), nano(bio)technology (sensing,
imaging)
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From molecular to complex hybrid materials
Property-‐specific design and synthesis of……
Sustainable chemistry
Molecular materials
Hybrid 1D, 2D, 3D (nano)materials
graphene NPs Nanowires
20 µm 50 µm
SiC SiO2
(Bio) Polymers
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Thin film transistor
Liquid crystals
Crystals,fibers, helics and more…………..
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MOLECULAR MATERIALS FOR ORGANIC DEVICES
Engineered biopolymers for photovoltaics: renewable materials for a renewable energy technology
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30 nm
Mul2color dye-‐doped silica nanopar2cles for bioimaging
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Chemosensors
Mul2color emission by N-‐complexa2on
pH 5 pH 4 pH 1 pH 7 Op2cal devices for pH/ ca2on sensing
MW
surface anchoring
20 µm
pH 1
pH 7
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MDSD LAB
Molecular design synthesis and delivery Laboratory
http://mdsdlab.bo.cnr.it
Via Gobetti 101 40129 Bologna Tel. 051 639 8283 Fax. 051 639 8349
R2B, BOLOGNA, 8-9 GIUGNO 2011
R2B, BOLOGNA, 8-9 GIUGNO 2011
NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE
O
ON + Br
Hydroquinone,
50°C; 24h
O
ON
Br
H2O, N2, 300 rpm, 80°C
methylmethacrylate, 15 min; AIBA, 4h
NBr
(1)
7 5
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NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE
NN
O
O
OO
ON
NN
13
+Na-O3S
AcO O OH
OOAc
HO
PhO
OHOPh
NH
Ph
O
O
O
O
NaO3S
Na+
11
NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE
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NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE
CORE di PMMA co-polimerizzato con
Fluorofori
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NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE
APPARATI EXTRA-CORPOREI PER LA RIMOZIONE DELLA EPARINA E
DELLE CITOCHINE INFIAMMATORIE
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NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE SCAFFOLDS MOLECOLARI CON ATTIVITA’ BIOLOGICA
R2B, BOLOGNA, 8-9 GIUGNO 2011
NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE SCAFFOLDS MOLECOLARI CON ATTIVITA’ BIOLOGICA
PROGETTAZIONE - SINTESI - ANALISI PRECLINICA
TUMORE ALLA PROSTATA IN FASE AVANZATA/RESISTENTE
TERAPIA ORMONALE SOSTITUTIVA (andropausa, calo della libido, depressione, osteoporosi da glucocorticoidi e da postmenopausa)
ANABOLIZZANTI NELLA CACHESSIA NEOPLASTICA
SINDROME DI KENNEDY
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NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE
Asia 3-4/100.000
Europa 40/100.000
Stati Uniti 70/100.000
Età
Origine etnica
Storia familiare
Dieta
Nat Rev Cancer, (2001)
TUMORE ALLA PROSTATA
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NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE ANDROPAUSA
LA PERCENTUALE DI SOGGETTI CON BASSI LIVELLI DI TESTOSTERONE AUMENTA CON L’ETA’
Effetti negativi dell’abuso di androgeni
- blocco transitorio della spermatogenesi ed infertilità - ipertro"a prostatica > carcinoma prostata
- sleep-apnea - obesità viscerale
- dislipidemia ed aterosclerosi - poliglobulia
- epatotossicità > epatomi
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NANOPARTICELLE POLIMERICHE PER APPLICAZIONI BIOLOGICHE MODULATORI SELETTIVI DI AR: NUOVA GENERAZIONE
WO/2010/092546: Androgen Receptor Modulating Coumponds, Preparation and uses Thereof
WO/2010/116342: Non-Steroidal Compounds for Androgen Receptor Modulation, Processes for the Preparation and Uses Thereof
Applicants: CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE, Dipartimento di Progettazione Molecolare ISTITUTO SCIENTIFICO ROMAGNOLO PER LO STUDIO E LA CURA DEI TUMORI (I.R.S.T.) S.R.L.
Inventors: Greta Varchi, Andrea Guerrini, Anna Tesei, Giovanni Brigliadori.
MDSD LAB
Molecular design synthesis and delivery Laboratory
http://mdsdlab.bo.cnr.it
Via Gobetti 101 40129 Bologna Tel. 051 639 8283 Fax. 051 639 8349
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