Controlled assembly of metal colloids on dye-doped silica particles to tune the photophysical properties of organic molecules

The use of plasmonic nanomaterials is a challenging strategy to control radiation and radiation-induced processes at a nanometric scale. The localized surface plasmons of metal nanoparticles have been shown to affect the efficiency of a variety of radiative and non-radiative processes occurring in organic molecules. In this contribution, we present an overview of the results obtained through an original approach based on the hierarchical assembly of plasmonic gold colloids on silica templates, covalently doped with organic dyes. The detailed morphological characterization demonstrates the disposition of gold colloids on silica achieved through the tight control of the synthetic conditions. The studies carried out while gradually increasing the concentration of gold nanoparticles allow the detailed investigation of the effects of the progressive addition of plasmonic particles on the photophysical behaviour of organic molecules. In particular, the fluorescence behaviour of three dyes with different spectral properties, namely fluorescein, rhodamine B and 9-aminoacridine, are investigated in the presence of increasing concentrations of gold nanoparticles. In order to fix the distance between the dye and the gold nanoparticles, the dyes are anchored to silica nanoparticles, and the metal colloids are chemically adsorbed on the silica surface. The steady state and time-resolved data are analysed to evaluate the impact of plasmonic nanoparticles on the radiative and non-radiative processes of the dyes; the data provide evidence that the modulation of the fluorescence intensity (enhancement or quenching) can be achieved by changing the concentration of gold colloids. The plasmonic nanostructures can be employed to favour one deactivation process over the others. For example, we demonstrate that the photoinduced formation of reactive oxygen species (ROS) can be enhanced upon the plasmonic engineering of a photosensitizing agent (Protoporphyrin IX, PpIX). The Vis-excitation of silica-PpIX samples in the presence of gold nanoparticles results in a faster and more efficient photoinduced formation of ROS species either in solution or in a hydrogel. The ROS efficiency data and the fluorescence behaviour of PpIX in the presence of gold colloids suggest that the enhancement of the excitation field occurs through a plasmonic effect. For the application of the assembled hybrid materials, further advantages come from the development of photosensitizer-containing hydrogel films that are able to efficiently produce ROS upon visible excitation. Our preliminary results are herein reported and discussed

Molecular-based upconversion in homo/heterogeneous liquids and in micro/nanostructured solid materials

Radiation upconversion can be an elegant and efficient strategy to minimize waste in energy harvesting and storage processes. The upconversion based on triplet-triplet annihilation processes of molecular dyes is a very versatile approach, but it requires a systematic photophysical characterization of the systems to optimize the upconversion yields and develop materials for technological applications. This paper represents an overview of the work carried out in our laboratories for the study and characterization of a molecular dye pair, 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H,23H-porphyrin platinum(ii) (PtOEP) and 1,3,6,8-tetraphenylpyrene (TPPy), suitable as the sensitizer and emitter, respectively, in a triplet-triplet annihilation based upconversion process. The investigation has been carried out in various media with increasing complexity. First, we used the dye pair to characterize the UC-efficiencies in homogeneous solvents of different viscosities and in oil-in-water microemulsions; then we explored the possibility to achieve upconversion in solid materials, like nanostructured silica matrices and liquid filled microcapsules. The possibility to achieve upconversion emission even in confined and rigid media has been confirmed and can inspire further applications of the process

Ciprofloxacin carrier systems based on hectorite/halloysite hybrid hydrogels for potential wound healing applications

The design of multifunctional nanomaterials which can help the healing processes of skin, preventing the bacterial infections, is crucial for the development of suitable therapy for the treatment of chronic lesions. The use of clay minerals in wound healing applications is well documented since the prehistoric period and offers several advantages due to their intrinsic properties. Herein, we report the development of ciprofloxacin carrier systems based on hectorite/halloysite (Ht/Hal) hybrid hydrogels for potential wound healing applications. To achieve this objective firstly the ciprofloxacin molecules were loaded onto Hal by a supramolecular and covalent approach. The so obtained fillers were thoroughly investigated by several techniques and at molecular level by means of quantum mechanics calculations along with empirical interatomic potentials. Afterwards the modified Hal were used as filler for Ht hydrogels. The introduction of modified Hal, in hectorite hydrogel, helps the gel formation with an improvement of the rheological properties. The in vitro kinetic release from both the fillers and from the hybrid hydrogels was studied both at skin's pH (5.4) and under neutral conditions (pH 7.4); in addition, the factors controlling the ciprofloxacin release process were determined and discussed. Finally, the in vitro biocompatibility of the Hal fillers was evaluated by means of cytotoxic assays and laser scanning confocal microscopy on normal human dermal fibroblasts.The work was carried out in the frame of the PON “AIM: Attrazione e Mobilità Internazionale” No. 1808223-1 project. Authors are thankful to H.A. Duarte for providing atomic coordinates of halloysite, to the CSIC Computational Center and the University of Granada Computation Center for computation facilities, and the Andalusian project grants RNM-1897 and P18-RT-3786 , and the Spanish MINECO projects , PCIN-2017-098 , FIS2016-77692-C2-2-P and CGL2016-80833-R , for the financial support of this research

Secondo Protocollo di Implementazione Misure per il contrasto e il contenimento della diffusione del virus Sars-CoV-2

Questo documento è da intendersi come protocollo di implementazione delle attività nel corso della attuale fase dell’emergenza pandemica e, con lo “Addendum al Documento di Valutazione dei Rischi dedicato al rischio biologico derivante da Sars-CoV-2, protocollo di sicurezza anti contagio, misure di prevenzione e protezione, formazione e informazione”, le Linee guida operative per i lavoratori e le lavoratrici dello “Istituto Nazionale di Astrofisica” Misure per il contrasto e il contenimento della diffusione del virus Sars-CoV-2 e il Protocollo di implementazione MAB (Musei Archivi Biblioteche) dell’INAF, Misure per il contrasto e il contenimento della diffusione del virus Sars-CoV-2, dei quali costituisce parte integrante, contiene misure per il contrasto e il contenimento della diffusione del virus Sars-CoV-2 per ogni Struttura di Ricerca INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica e per la sede della Amministrazione Centrale, e sostituisce integralmente il “Protocollo di Implementazione Fase 2, Misure per il contrasto e il contenimento della diffusione del virus Sars-CoV-2” adottato con nota Circolare del Direttore Generale del 15 maggio 2020, numero 2482. Le disposizioni contenute nel Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri del 5 Agosto 2020 non si concretano in una totale “ripresa” delle attività di ricerca, ma semplicemente in un “ampliamento”, peraltro assai limitato e condizionato, delle stesse. È quindi necessario, in questa “Fase”, adottare misure che consentano, ove possibile, di svolgere le attività lavorative nella massima sicurezza. Pertanto, il Direttore Generale, d'intesa con il Presidente, il Direttore Scientifico e il Collegio dei Direttori di Struttura, ha avviato un processo volto a definire le azioni propedeutiche all’aggiornamento del “processo di implementazione” delle attività di ricerca e di laboratorio che potranno essere svolte in questa nuova “Fase”, nella consapevolezza che le stesse non devono arrecare alcun nocumento alla salute dei dipendenti dell'Ente e non devono, in alcun modo, favorire, direttamente o indirettamente, una recrudescenza della pandemia in atto, salvaguardando il bene supremo della salute pubblica, costituzionalmente tutelato, e che facciano, quindi, prevalere l'interesse generale sulle logiche puramente individualistiche (Circolare 2 maggio 2020, n. 2083, Allegato 9). Il presente documento tiene conto delle indicazioni contenute nei vari aggiornamenti dei provvedimenti Governativi e delle raccomandazioni delle Autorità Sanitarie Nazionali ed Internazionali, individua e definisce, per tutte le Strutture di Ricerca, le misure di sicurezza che dovranno essere adottate e i dispositivi da utilizzare, suscettibili di ulteriori e/o diverse implementazioni a livello locale, in ragione delle diverse peculiarità delle singole Strutture della specificità dei luoghi, delle esigenze logistiche, delle misure organizzative adottate e di eventuali aggiornamenti delle disposizioni normative. Resta inteso che in base all’evoluzione dello scenario epidemiologico, e nell’ottica della tutela della pubblica sicurezza, le misure indicate potranno essere rimodulate, anche in senso più restrittivo, e dovranno essere immediatamente applicate eventuali, future e più restrittive disposizioni governative Regionali e/o locali. Il Direttore Generale, il Direttore Scientifico e i Direttori di Struttura, ciascuno nell'ambito delle rispettive competenze, individuano idonee procedure di controllo dell'applicazione delle predette misure di sicurezza, con la collaborazione di RSPP, RLS e Medico Competente. I contenuti del documento saranno aggiornati ad ogni variazione della valutazione del rischio e delle misure di contrasto alla diffusione del Sars-CoV-19 da parte degli organi competenti. Ogni sede integra con eventuali indicazioni del Responsabile della Prevenzione e Protezione, del Medico Competente, del Rappresentante dei Lavoratori per la Sicurezza, anche in relazione all’ambiente specifico

Addendum al Documento Valutazione dei Rischi dedicato al rischio biologico derivante da Sars-CoV-2, protocollo di sicurezza anti-contagio misure di prevenzione e protezione formazione e informazione

Documento da allegare al Documento di Valutazione dei Rischi di ogni Struttura di Ricerca INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica. Documento approvato con nota Circolare del 15 maggio 2020, numero 2482

Protocollo per l’aggiornamento delle Misure per il contrasto e il contenimento della diffusione del virus SARS-CoV-2/Covid-19 nelle Strutture di Ricerca e nella Sede della Amministrazione Centrale dello Istituto Nazionale di Astrofisica.

Il documento è da intendersi come protocollo per l’aggiornamento delle misure di contrasto alla diffusione dell’epidemia da Covid-19, anche in considerazione dell’emanazione dei nuovi provvedimenti adottati dal Governo e dal Ministero della Salute, di circolari e “comunicazioni” di Ministeri e Autorità competenti, e della legislazione vigente in materia di contrasto alla diffusione dell’epidemia da Covid-19, e contiene linee guida per la revisione e l’aggiornamento dei “Protocolli di sicurezza” adottati a livello locale dalle Strutture di Ricerca e dalla sede della Amministrazione Centrale, tenuto conto della situazione epidemiologica e della necessità di conservare misure efficaci per prevenire e ridurre il rischio di contagio. Il documento tiene conto delle nuove disposizioni normative e, in particolare, del “Protocollo condiviso di aggiornamento delle misure per il contrasto e il contenimento della diffusione del virus SARS-CoV-2/COVID-19 negli ambienti di lavoro”, siglato il 30 giugno 2022 e ha l’obiettivo di fornire indicazioni operative e linee guida aggiornate per garantire l’efficacia delle misure precauzionali di contenimento adottate per contrastare l’epidemia da Covid-19, applicando tutte le misure necessarie allo svolgimento delle attività lavorative nella massima sicurezza, tenendo in particolare conto gli aspetti che riguardano il benessere del personale nell’accezione più ampia del termine. Il documento richiama, inoltre, la necessità di promuovere e favorire, in ogni sistema di prevenzione di qualunque rischio, un ambiente di lavoro sereno, in cui i rapporti interpersonali siano improntati alla correttezza, al reciproco rispetto della libertà e dignità della persona in quanto diritti inviolabili di tutto il personale che a qualsiasi titolo lavora e opera all'interno dell'Istituto, delle lavoratrici e dei lavoratori chiamati ad applicare, a garantire il rispetto del presente documento e di chi ha lavorato per la sua stesura. Atteggiamenti offensivi, molesti, violenti e lesivi della dignità e della professionalità dell’individuo sul luogo di lavoro, oltre a costituire fattori di rischio lavorativo, sono stigmatizzati dai “Codici” adottati dall’Ente

Spectral shifts in waxes

Resumen del trabajo presentado a la Conferencia 'Spectral shaping for biomedical and energy applications', celebrada en Tenerife (España) del 13 al 17 de noviembre de 2017.Phase change materials (PCMs) and waxes are mainly known for their capacity to store and release a large amount of heat during their melting and recrystallization processes. This property, combined with the fact that the phase transition can be reversibly performed several times without inducing chemical degradation, make PCMs promising materials for energy saving insulating coatings in smart buildings. However, the solid-liquid transition of PCMs could be further exploited to modify the absorption or luminescence properties of a dispersed dye, thus providing thermally switchable optical systems. So far, the only well-established example of PCM-based optical switch is given by commercial dye-based thermochromic pigments, in which the solid-liquid transition of an encapsulated acidic PCM induces the reversible development of the color of the pH-sensitive dye dissolved in. In this presentation I will overview novel, straightforward and versatile strategies we developed in our group to achieve thermally tunable optical properties based on paraffin waxes. In particular, it will be showed how the solid-liquid transition of these materials was successfully exploited to obtain switchable upconverted and downconverted emission properties of organic molecular dyes.Peer reviewe