Ricerca scientifica

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Cosa è il ricercatore? 

Il ricercatore è colui che costruisce conoscenza.  La ricerca è la base per la costruzione del sapere umano. Si può fare ricerca in tutti gli ambiti, sia scientifica che filosofica, umanistica e cosi via.  

Cosa fa un ricercatore? 

Il ricercatore scientifico in particolare sperimenta applicando il metodo di Galileo. Dai risultati dei suoi esperimenti costruisce nuove teorie oppure perfeziona quelle già esistenti aggiungendoci qualcosa di nuovo.  Ogni volta si scopre qualcosa lo si pubblica in una rivista del settore, in modo che il mondo scientifico (ma non solo) sappia subito cosa è stato appena scoperto. 

Come si diventa ricercatore? 

Per fare il ricercatore occorre conoscere molto bene la scienza di cui ci si occupa, bisogna quindi raggiungere il massimo grado degli studi. Infatti, dopo la laurea magistrale è necessario frequentare un corso di dottorato di 3 o 4 anni, sempre all’università. Al dottorato si studia e si lavora all’interno di un gruppo di ricerca, alla fine dei 3 anni si discute una tesi e si ottiene il titolo di dottore di ricerca (Ph.D nei paesi anglossassoni). 

Dove si fa ricerca ?

La ricerca si può fare all’Università, in istituti di ricerca adatti (come il C.N.R). Alcune aziende hanno una parte di personale che si occupa di ricerca. 

Come si valuta la ricerca?

Un ricercatore costruisce la scienza ed è necessario che il suo lavoro sia di qualità. Non sempre chi fa meno scoperte è meno importante di chi ne fa di più. Il modo corretto di valutare è tenere conto della quantità di lavoro assieme alla sua importanza. Inoltre, più un lavoro è di qualità e più se ne parla: si deve tenere conto anche del numero di volte un cui un lavoro di ricerca viene citato. 

Entrando più nel tecnico, per valutare un ricercatore, si usano gli indici H-Index e i10-index.   

H-index è un criterio per misurare la prolificità e l’impatto scientifico di un autore, basandosi sia sul numero delle pubblicazioni, sia sul numero di citazioni ricevute 

L’I10-index (detto anche H-10) indica il numero di pubblicazioni accademiche che un autore ha scritto e che hanno ricevuto almeno dieci citazioni.

Questi sono i miei punteggi, aggiornati all’8 luglio 2023 (fonte Google Scholar): 

Numero di pubblicazioni: 6. Citazioni: 106. H-index: 3. I10-index: 3. 

La mia esperienza nella ricerca scientifica 

L’attività di ricerca che ho svolto negli anni dal 2010 al 2016 può essere inquadrata nell’approccio teorico-sperimentale sullo studio delle proprietà chimiche di nuovi materiali sopratutto in vista di una loro applicazione per l’economia sostenibile. 

 Ad esempio per quanto riguarda l’ambito delle fonti rinnovabili è tutt’ora oggetto di dibattito quali siano i “migliori” materiali per le celle fotovoltaiche; oppure quali siano i migliori nuovi materiali per prevenire gli effetti dell’inquinamento sul patrimonio culturale, tutti questi sono esempi di applicazione delle mie ricerche. 

Durante la tesi di Laurea ho indagato, principalmente da un punto di vista sperimentale, le proprietà fotocatalitiche dei derivati di TiO2, ossido di titanio, materiali chiamati fotocatalitici perchè in grado di catalizzare le reazioni chimiche se esposti alla luce. Nella tesi triennale invece ho studiato la morfologia dei catodi di batterie Li-Ion ad alta densità, LiFePO4 (litio ferrofosfato) utilizzando tecniche di sintesi a stato solido e caratterizzazione con diffrazione di raggi X.  Studiarne la morfologia significa in questo caso indagare il perché di cosi tanto interesse in una loro applicazione e cercare quindi di migliorare ancora tali prestazioni mediante opportuni trattamenti oppure anche esplorare materiali simili.

Nel tirocinio del dottorato di ricerca (presso la Scuola Normale Superiore di Pisa) gli stessi interessi di ricerca sono stati applicati da un punto di vista più computazionale impiegando modelli teorici più recentemente sviluppati (in particolare DFT e TD-DFT, teoria del funzionale della densità) per lo studio delle proprietà elettroniche di stati fondamentali ed eccitati per sistemi molecolari di diretto interesse tecnologico. E’ una visione più interna e più teorica delle stesse indagini sperimentali della tesi di laurea, indagando ancora di più nel profondo si scoprono cose sempre più interessanti.  

 A partire dagli studi di dottorato la mia azione di ricerca è stata impostata più in un’ottica teorica ma ancora aperta a studi sperimentali paralleli, dove il confronto del corrispondente risultato computazionale è sempre stato un momento cruciale. Da questo confronto diretto emerge tutta la potenza dei moderni strumenti computazionali sia in termini di potenza di calcolo (miglioramento delle architetture dei calcolatori) sia in termini di perfezionamento teorico dei modelli matematici. 

L’interesse di ricerca principale, nell’ambito delle indagini teorico-computazionali ha riguardato la simulazione di spettri di assorbimento ed emissione elettronica, impiegando un approccio modellistico chiamato vibronico, ossia “vibrazionalmente risolto” che in altre parole tiene conto anche di fattori vibrazionali quando si studia l’interazione della luce con la materia. Questi approcci si collocano all’interno della teoria di Franck-Condon. 

 Un altro argomento importante dei miei studi è la previsione degli effetti elettronici (induttivi e di risonanza) dei gruppi funzionali delle molecole, che  sono il fattore chiave per comprendere le proprietà dell’intero sistema molecolare, le sue linee di assorbimento o di emissione e anche reattività indotta dalla luce. L’applicazione di tali metodi si è rivelata una scelta di grande successo per la previsione delle proprietà ottiche ed è l’argomento principale dei miei lavori pubblicati in peer review, dei poster nei seminario e nelle conferenze.

ARTICOLI SCIENTIFICI

(PUBBLICAZIONI)

Le pubblicazioni sono un modo di far sapere al mondo che cosa si è scoperto. Le riviste più famose sono internazionali e scritte in lingua inglese, in modo da essere comprensibili a tutti.

Il lavoro di un ricercatore, prima ancora di essere pubblicato, viene controllato da altri ricercatori che dovranno accertarsi della correttezza di quanto affermato dall’autore. Questo passaggio è fondamentale per controllare l’effettiva validità scientifica del lavoro, il controllo può durare mesi o anni e viene chiamato peer-review (revisione tra pari). Se un articolo supera la peer-review viene pubblicato altrimenti viene scartato. 

Di seguito sono sono elencati gli articoli  che ho pubblicato sulle riviste internazionali, peer-review. Cliccando sul titolo dell’articolo puoi accedere alla descrizione ed eventualmente consultare l’intero articolo (potrebbe essere necessario il possesso di un abbonamento alla rivista)

 
Rivista: Chemistry–A European Journal 19 (6), 1996-2004
 
Abstract: The possibility of exploiting supramolecular architectures for the preparation of innovative mechanochromic devices has been extended by designing novel thienyl‐substituted 1, 4‐bis (ethynyl) benzene dyes, which are characterized by a conjugated, rigid, rodlike core structure. This new family of chromophores was synthesized according to a simple two‐step sequential cross‐coupling reaction, and the optical properties were investigated in solution and in a polymeric matrix. To tune the mechanochromic performances in smart polymer materials, a virtual screening was set up that was able to select a derivative with optimal spectral features. The effective combination of experimental and computational investigations allowed us to spot those homologues with already potential anisotropic and aggregachromic features and characterized by the best spectral properties and luminescent response. The best candidate …
 

Rivista:  Physical Chemistry Chemical Physics 16 (7), 2897-2911

Abstract:  An integrated computational approach allowed an unbiased analysis of optical and structural properties of alizarin-based pigments, which can be directly compared with experimental results. Madder lake pigments have been modeled by Mg(II)- and Al(III)-coordinated alizarin taking into account solvation and metal-linkage effects, responsible for colour modifications. Moreover, different environmental conditions have been analyzed for free alizarin, showing in all cases semi-quantitative agreement with experimental spectroscopic data (UV-VIS). Our results point out the ability of in silico approaches to unravel the subtle interplay of stereo-electronic, dynamic, and environmental effects in tuning the physico-chemical properties of pigments relevant to cultural heritage.

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Autori: Vincenzo Barone, Malgorzata Biczysko, Julien Bloino, Luciano Carta, Alfonso Pedone


Rivista: Computational and Theoretical Chemistry 1037, 35-48

Abstract: The main building blocks of a virtual spectrometer aimed at the vis-à-vis comparison between computed and experimental electronic spectra of large-size molecules in condensed phases are shortly analyzed with special attention to stereo-electronic, dynamic and environmental effects. The combined use of time-dependent and time-independent models allows to deal effectively with both high- and low-resolution spectra involving several electronic states at finite temperatures and in different environments ranging from isotropic solutions to surfaces and interiors of nanoparticles. The most salient features of virtual spectrometer are next illustrated by studying absorption and emission spectra of several coumarin derivatives in different environments.

 

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