Presentazione

I materiali complessi costituiti da enzimi, polimeri e strutture nanoporose sono oggetto di grande attenzione grazie a diverse applicazioni ingegneristiche, tra cui la produzione di carburante, l'eliminazione di sostanze inquinanti e la purificazione dell'acqua.

In questo intervento verranno discusse le proprietà e le applicazioni dei materiali complessi rigidi e morbidi in diversi contesti ambientali e biomedici. In primo luogo, saranno rivisti gli attuali sviluppi che utilizzano strutture porose e proteine per migliorare l'attività catalitica degli enzimi e dotare i materiali inorganici di biocompatibilità.

Nella seconda parte verranno invece presentati i recenti progressi nell'uso di materiali morbidi complessi per immobilizzare e preservare l'attività catalitica delle proteine in ambienti difficili.

La discussione verterà sul ruolo delle interazioni elettrostatiche e idrofobiche e sul ruolo dell'acqua come mediatore delle interazioni.

L'incontro verrà concluso delineando le direzioni future per lo sviluppo di nuovi materiali complessi. Gli studi di riferimento sono stati eseguiti utilizzando simulazioni di dinamica molecolare su più scale e supportati da misure sperimentali.

Relatore

Felipe Jimenez-Angeles è professore associato di ricerca presso la Northwestern University di Evanston, Illinois, dove utilizza le simulazioni molecolari per scoprire nuovi materiali in grado di risolvere le sfide sociali più urgenti. Ha conseguito la laurea e il dottorato in fisica presso l'Università Autonoma Metropolitana di Città del Messico. Il suo interesse per i fluidi complessi, i sistemi carichi e le interfacce lo ha spinto ad apprendere le basi della teoria dello stato liquido e delle simulazioni molecolari. Durante i suoi studi di dottorato, ha sviluppato un metodo teorico per studiare i fluidi complessi carichi disomogenei contenenti grandi particelle colloidali. Inoltre, ha sviluppato algoritmi per risolvere le equazioni integrali non lineari della sua teoria dello stato liquido utilizzando i metodi degli elementi finiti. Le sue competenze e i suoi interessi lo hanno portato a lavorare su applicazioni relative alla produzione di energia, all'acqua e alla sostenibilità presso il Mexican Petroleum Institute di Città del Messico e il Reservoir Engineering Research Institute di Palo Alto, California. Jimenez-Angeles mantiene una rete di collaborazione con ricercatori di diverse università e istituti in Europa e Nord America.