Personale docente

Arturo Arduini è Professore Associato (SSD CHIM/06) dal 1998 L’attività di ricerca è documentata da oltre pubblicazioni su riviste internazionali che comprendono alcuni capitoli su libri ed 1 brevetto. Ha partecipato a numerosi convegni e congressi nazionali ed internazionali dove ha presentato comunicazioni orali, alcune ad invito. E’ stato membro del comitato organizzatore del 1° Convegno Italo-Israeliano (1991), del 1° Convegno Italo-Tedesco (1992), del 4th International Conference on Calixarenes (1997), del NATO Advanced Research Workshop on “Supramolecular Science: Where It Is and Where It Is Going (1998), del IX Convegno Nazionale di Chimica Supramolecolare (2009). Dal 200 al 2005 è stato membro del Direttivo della Sezione Emilia-Romagna della Società Chimica Italiana dove, nel triennio 03/05 ha ricoperto il ruolo di vicepresidente. Dal Febbraio 2005 al 2012 è rappresentante dei Professori di Seconda Fascia nel Consiglio di Amministrazione dell’Università di Parma. Dal 2009 al 2012 è membro della Commissione Scientifica dell’Ateneo di Parma. Ha preso parte a numerosi progetti di ricerca nazionali ed europei. E’ stato responsabile di unità di ricerca di Parma nei progetto PRIN 2008 e 2010. Dal 1/03/1989 al 3/07/1989 ha svolto attività di ricerca presso i laboratori di ricerca del Prof. D. N. Reinhoudt dell’Università di Enschede (NL), affrontando il problema della funzionalizzazione regio selettiva di calixareni e del trasferimento della loro reattività dal bordo inferiore al bordo superiore.
La sua attività di ricerca è iniziata nel 1983 presso l’Istituto di Chimica Organica e proseguita presso il Dipartimento di Chimica Organica e Industriale dell’Università di Parma, ora Dipartimento di Chimica.
Fino alla metà degli anni ’80 ha affrontato il problema generale delle reazioni di funzionalizzazione regioselettiva di fenoli, naftaleni ed antraceni sostituiti, con l’obiettivo di cogliere sia gli aspetti teorici che applicativi di tali reazioni di sostituzione elettrofila aromatica. I risultati ottenuti in tale ambito hanno rappresentato un’importante base di partenza scientifica per un più ampio studio nel settore della chimica supramolecolare. In questo contesto generale, ha contribuito in modo sostanziale allo sviluppo di procedure di sintesi e funzionalizzazione regio e stereoselettiva dei composti macrociclici, ottenuti dalla reazione catalizzata da basi tra fenoli e formaldeide, detti calixareni. Tali procedure di funzionalizzazione sono state in seguito applicate alla sintesi di recettori a base calixarenica per il riconoscimento di molecole organiche in fase gas, in soluzione ed allo stato solido con l’obiettivo di comprendere i fenomeni di riconoscimento molecolare che sono alla base di molti processi biologici attraverso lo studio della natura delle interazioni intermolecolari non covalenti che stabilizzano i complessi formati. Le acquisizioni ottenute sono state trasferite alla progettazione di nuovi recettori efficienti e selettivi per cationi inorganici per il monitoraggio ambientale e biomedico, allo sviluppo di nuovi processi separativi ad elevata efficienza e selettività ed allo sviluppo di nuovi materiali funzionali. Attraverso lo stretto controllo della libertà conformazionale della piattaforma calix[4]arenica, è stato possibile evidenziare per la prima volta e stabilire in modo quantitativo le capacità complessanti di derivati del calix[4]arene in mezzo apolare verso molecole organiche neutre (come ad es.: acetonitrile, nitrometano, ..), nei quali è la cavità del calix[4]arene ad agire come sito di coordinazione. Lo studio delle interazioni host-guest che stabilizzano tali complessi ha costituito il punto di partenza per uno studio sistematico del problema generale del riconoscimento di coppie ioniche (sali di alchilammonio) in mezzo apolare mediante l’uso di recettori calixarenici eteroditopici e di valutare, in termini quantitativi, gli aspetti stereoelettronici associati a processi di riconoscimento molecolare in cui il recettore è capace di legare in modo sinergico sia il catione che il suo controione. Più recentemente, le ricerche si sono orientate verso il trasferimento dei principi e metodi della chimica organica, associati a quelli della chimica supramolecolare per la costruzione di nuovi dispositivi e macchine molecolari, sistemi utili per lo sviluppo delle nanotecnologie seguendo l’approccio “bottom up”. In questo contesto è stato dimostrato, e per la prima volta, che calix[6]areni opportunamente funzionalizzati, agendo come ruote eteropolitopiche tridimensionali ed asimmetriche, sono capaci di dare luogo a pseudorotaxani orientati con sali di dialchilviologeno; in mezzo apolare, questi complessi sono dotati di elevata stabilità termodinamica. Una importante ed unica proprietà di tali recettori nel contesto delle macchine molecolari è che, sfruttando in modo sinergico tutti i domini di coordinazione dei questi derivati calixarenici, è possibile governare in modo programmabile la direzione di infilamento dell’asse dicationico ed ottenere pseudorotaxani orientati dai quali sono stati sintetizzati rotaxani orientati, caratterizzati cioè dall’univoca orientazione dei due bordi del calixarene rispetto alle due diverse estremità del componente assiale. La capacità di funzionare come prototipi di macchina di pseudorotaxani a componente calix[6]arenica, è stata dimostrata attraverso lo studio del processo sfilamento-infilamento reversibile del sistema asse cationico-ruota sotto l’azione di stimoli elettrochimici e fotochimici. Sempre in tale ambito, ed allo scopo di individuare gli aspetti funzionali di questi sistemi quando ancorati su supporti solidi, sono state sintetizzate nanoparticelle d’oro ricoperte (stabilizzate) da derivati calix[4]arenici o pseudorotassani che si sono mostrate capaci di complessare in modo efficiente sali di alchilammonio sia in mezzo apolare che in mezzo acquoso. Le capacità di pseudorotassani e rotassani di funzionare come macchine molecolari sono state stabilite anche quando tali sistemi sono ancorati covalentemente a superfici di Rame policristallino e di Silicio.