• bio-molecole.
• carbon nanotubi
• emulsioni
• poli(4-vinilpiridina)
• sensori
• viologeno

In questo lavoro di tesi sono riportati i risultati ottenuti nelle fasi di progettazione e studio di due prototipi di sensore per l’identificazione di materiali tossici o esplosivi in ambienti chiave per la sicurezza pubblica, quali aeroporti, industrie alimentari e/o chimiche. Nel primo caso si sfrutta il comportamento elettrochimico del viologeno (4,4′-bipiridinio) coordinato al cucurbit[8]uril, un complesso che presenta due riduzioni reversibili consecutive che coinvolgono un singolo elettrone per volta (Jeon, W. S. et al, 2002) (Hvastkovs, E. G. et al, 2006) . Il complesso è legato ad un network di nanotubi depositato su un elettrodo tramite poli(4-vinilpiridina) avvolta attorno ai nanotubi e le cui terminazioni sono funzionalizzate con viologeno. Diversi studi hanno mostrato che la molecola di 4,4′-bipiridinio ed i suoi derivati elettron-deficienti possono essere usati come primo ospite di complessi ternari stabili del cucurbit[8]uril con molecole elettron-ricche (Kim, H. J. Et al, 2001) (Lagona, J. et al, 2005). In particolare, si è studiato il caso di secondi ospiti elettron-ricchi di natura aromatica (Rauwald, U. et al, 2010) (Lee, J. Et al, 2003). In questo caso il trasferimento di carica tra i due ospiti del macrociclo (4,4′-bipiridinio e molecola elettron-ricca aromatica) genera uno spostamento del picco associato al complesso viologeno/cucurbit[8]uril nella voltammometria ciclica. Quindi dai dati di letteratura si assume che il voltammogramma ciclico del sistema presentato in presenza di piccole molecole aromatiche di interesse subisca delle modifiche sostanziali e determinanti ai fini del rilevamento di questa interazione (Feng Tian et al, 2011). Nel secondo caso, si presenta un sistema di rilevamento per bio-molecole basato su emulsioni liquide con particolari proprietà ottiche. La funzionalizzazione all'interfaccia delle emulsioni è tale da generare un cambio di morfologia in presenza dell'analita e di conseguenza delle sue proprietà ottiche osservabile ad occhio nudo o tramite la lettura di un codice a barre posto dietro l'emulsione. La semplicità del sistema presentato apre nuove porte per la realizzazione di kit economici e portatili per tracciare la presenza di enzimi, anticorpi, acidi nucleici e carboidrati.