L’European Research Council sostiene ogni anno ricercatori di varie nazionalità e età per portare avanti progetti di ricerca all’avanguardia in tutta Europa. Nel 2025, il finanziamento ERC nella categoria Starting Grant è stato assegnato al progetto CHOPIN, guidato da Tommaso Giovannini dell’Università di Roma Tor Vergata. Questa iniziativa si concentra sullo sviluppo di nuovi modelli teorici per comprendere e prevedere fenomeni plasmondo fotoindotti, con potenziali applicazioni nelle reazioni chimiche sostenibili e nella progettazione di materiali nanostrutturati.
Erc e il sostegno ai progetti di ricerca innovativi in Europa
L’ERC, istituito nel 2007 dall’Unione Europea, rappresenta il più autorevole ente comunitario per il finanziamento di ricerche scientifiche di frontiera. La sua missione è garantire il supporto a idee e progetti originali che superino i confini tradizionali della conoscenza. Non pone restrizioni sull’età o nazionalità dei ricercatori, promuovendo il talento, la creatività e la qualità scientifica in diversi campi, inclusa la fisica teorica e la nanotecnologia.
Nel 2025, l’Università di Roma Tor Vergata ha ricevuto l’unico Starting Grant di quell’anno grazie al progetto CHOPIN proposto dal docente Tommaso Giovannini. Questo riconoscimento conferma la rilevanza europea e il potenziale impatto della ricerca condotta sull’interazione tra luce e nanoparticelle metalliche, spaziando dalle basi teoriche ai possibili usi applicativi nella chimica verde. L’ERC finanzia progetti con l’obiettivo di fornire strumenti che permettano una comprensione approfondita dei fenomeni fisici e chimici a scala nanometrica.
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Il progetto CHOPIN: modelli atomistici per plasmoni superficiali localizzati
CHOPIN si focalizza su processi fotoindotti generati da plasmoni superficiali localizzati, ossia le oscillazioni collettive di elettroni in nanoparticelle di metalli come oro o argento. Questi plasmoni si manifestano quando la luce elettromagnetica colpisce materiali nanostrutturati, concentrando energia in spazi piccolissimi, pari a un miliardesimo di metro.
La peculiarità dei plasmoni superficiali sta nella capacità di attivare reazioni chimiche modificando la reattività delle molecole vicine senza ricorrere a condizioni estreme. I modelli teorici sviluppati da Giovannini vogliono descrivere con precisione come questi sistemi assorbono luce, trasferiscono energia e influenzano i processi chimici usando approcci che comprendono chimica teorica, fisica della materia condensata ed elettrodinamica quantistica.
Lo scopo è costruire una rappresentazione atomistica dettagliata delle nanoparticelle e dei sistemi molecolari correlati. Si punta a stabilire un’interazione diretta tra teoria e dati sperimentali per dare un contributo concreto nella progettazione di nanomateriali in grado di utilizzare la luce solare per favorire reazioni chimiche più efficienti dal punto di vista energetico.
La catalisi plasmonica come via verso la chimica sostenibile
La catalisi plasmonica, oggetto centrale del progetto CHOPIN, è un metodo emergente che sfrutta le oscillazioni di elettroni generate dalla luce per promuovere reazioni chimiche evitando le temperature o pressioni elevate tipiche dei metodi tradizionali. Questo approccio permette di risparmiare energia e ridurre l’impatto ambientale.
Alcune applicazioni concrete riguardano la conversione dell’anidride carbonica in combustibili o composti chimici utili, la produzione di idrogeno tramite scissione fotoindotta dell’acqua, e la fissazione dell’azoto in condizioni miti. Questi processi potrebbero rivoluzionare la chimica industriale favorendo lo sviluppo di energie più pulite e materiali meno dannosi per l’ambiente.
Inoltre, la catalisi plasmonica può attivare metalli abbondanti come il ferro, solitamente inattivi come catalizzatori, ampliando così l’utilizzo di materiali più accessibili e meno costosi. Le nanotecnologie studiate nel progetto potrebbero quindi aprire strade per nuovi metodi di sintesi e trasformazione chimica con attenzione alla sostenibilità.
Il collegamento tra teoria e sperimentazione nel progetto CHOPIN
Il progetto CHOPIN cerca di colmare il divario tra i modelli teorici e le osservazioni sperimentali. Gli strumenti sviluppati combinano più discipline scientifiche per offrire descrizioni realistiche e predittive dei fenomeni fotoindotti nelle nanoparticelle.
Questa interdisciplinarità permette di analizzare come gli elettroni si comportano sotto l’azione della luce e come trasferiscono energia agli atomi vicini, alterando reazioni chimiche. Il lavoro di Tommaso Giovannini punta a fornire indicazioni precise per la sintesi controllata di materiali su scala nanometrica con proprietà ottiche e chimiche ottimizzate.
Creare un ponte tra teoria e pratica consentirà di progettare catalizzatori basati su plasmoni che siano più efficaci e personalizzati in base alle esigenze specifiche di processi industriali o ambientali. Il progetto infatti si propone di indicare modalità razionali per sfruttare l’energia solare in reazioni chimiche, riducendo sprechi e limitando gli effetti sull’ambiente.
L’assegnazione del finanziamento ERC dà impulso a questo filone di ricerca, considerato strategico per le tecnologie del futuro e la lotta ai cambiamenti climatici. La sfida consiste nel tradurre i principi atomistici in strumenti concreti per la chimica sostenibile e le nanotecnologie applicate.
