La luce si trasforma in elettricità per UniPi news

...da una molecola organica le celle solari del futuro

Pubblicata su Nature Materials, la ricerca internazionale è frutto di una collaborazione tra l'Università di Pisa,

l'Università di Cambridge (UK) e l'Università di Mons (Belgio) potrebbe rivoluzionare il futuro delle celle solari e dei

dispositivi elettronici alimentati dalla luce. Un semiconduttore organico è riuscito a fare ciò che finora sembrava impossibile:

trasformare quasi tutta la luce che riceve in elettricità.

Il protagonista di questa ricerca è il P3TTM, una molecola appartenente alla famiglia dei radicali

organici. I radicali sono specie chimiche che hanno almeno un elettrone spaiato, e questo li rende

particolarmente reattivi. Finora erano conosciuti soprattutto per la loro capacità di emettere luce

(vengono già usati nei moderni schermi OLED), ma non per produrre elettricità in modo efficiente.

La novità è che, illuminando sottilissimi film di P3TTM con luce blu-violetta, le molecole non solo si eccitano ma si scambiano

elettroni tra loro, creando coppie di particelle cariche. Quando queste vengono separate da un semplice campo elettrico, la

conversione in corrente elettrica è quasi perfetta: un'"efficienza di raccolta" vicina al 100%. In altre parole, quasi tutta

l'energia della luce viene trasformata in elettricità utilizzabile.

I vantaggi sono enormi. Nelle celle solari organiche tradizionali — dispositivi elettronici che convertono l'energia della luce solare in elettricità attraverso l'effetto fotovoltaico — una parte consistente della luce va sprecata perché le cariche rimangono intrappolate.

Con il P3TTM, invece, la luce diventa corrente in modo semplice e diretto, senza bisogno delle complesse architetture finora

utilizzate. Questo apre la strada a celle solari più economiche, leggere e facili da produrre, ma anche a nuovi sensori ottici e magnetici, e a dispositivi elettronici innovativi che sfruttano la luce come fonte diretta di energia.

"Il nostro contributo come Università di Pisa è stato quello di comprendere, attraverso calcoli quantomeccanici, come le molecole di P3TTM interagiscono tra loro dopo essere state colpite dalla luce – spiega Giacomo Londi, ricercatore del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale –

Questa analisi computazionale è stata fondamentale per confermare che la separazione di carica non dipende da eterogiunzioni o materiali ausiliari, ma è una proprietà intrinseca del radicale organico.
In altre parole, abbiamo dimostrato che il meccanismo alla base di questo processo si deve alla natura stessa della molecola, aprendo la strada a una nuova generazione di celle solari più semplici e sostenibili".

(De: unipi news, 30 settembre 2025)

Una piattaforma ottica per controllare qualità e stabilità dei farmaci per SNS News

Finanziato dall'ERC il progetto enLIGHT, nato alla Scuola Normale Superiore, per migliorare l'efficacia delle terapie antidiabetiche.

Valutare con precisione la composizione e la tenuta dei farmaci, in particolare di quelli contro il diabete, per migliorarne la stabilità, la biodisponibilità e l'efficacia terapeutica.

È l'obiettivo del progetto enLIGHT del professor Francesco Cardarelli, della Scuola Normale Superiore, che  ha ricevuto un

finanziamento europeo "Proof of Concept": un'opportunità riservata ai ricercatori già vincitori

di un premio ERC per esplorare il potenziale innovativo delle loro scoperte e valutarne la fattibilità

commerciale e l'impatto sociale.

"Vogliamo sviluppare una tecnologia ottica innovativa che consenta l'analisi rapida, quantitativa e non invasiva dello stato fisico, dell'efficienza di incapsulamento e della stabilità di farmaci nanoformulati – spiega Cardarelli, professore di Fisica per le scienze della vita, l'ambiente e i beni culturali –.

La novità del nostro approccio risiede nell'utilizzo del segnale intrinseco, la luminescenza, del principio attivo dei farmaci per studiarli senza la necessità di etichettature o procedure invasive, offrendo un'alternativa veloce e poco costosa rispetto alle tecniche tradizionali".

Il progetto si focalizza in particolare sulle nanoformulazioni di farmaci antidiabetici, quali insulina, analoghi del GLP-1 e

baricitinib (un inibitore JAK emergente per il trattamento del diabete).  

Grazie all'analisi del tempo di vita della luminescenza e all'utilizzo di un metodo grafico rapido e

intuitivo, che non richiede modelli di fitting, la tecnologia enLIGHT permette di valutare con

precisione la composizione e la tenuta dei farmaci all'interno dei vettori nanostrutturati, anche in

condizioni fisiologiche.

"La tecnologia, attualmente basata su un complesso sistema di laboratorio, ha già dimostrato la capacità di svelare comportamenti inattesi di farmaci approvati dalla FDA, come Doxil® e Onivyde®, evidenziando instabilità e perdite finora non rilevate – prosegue Cardarelli –. Questi risultati hanno dato vita a nuovi sviluppi e applicazioni grazie anche alle collaborazioni in corso con FLIM LABS S.R.L., azienda italiana specializzata in analisi basate sulla fluorescenza e strumentazione ottica. L'obiettivo del progetto è ora sviluppare un dispositivo compatto, semplice da usare e adatto all'impiego quotidiano in laboratori farmaceutici e di ricerca".

Il team multidisciplinare opererà presso il Laboratorio NEST della Scuola Normale Superiore 

coinvolgento esperti nelle discipline di biofisica, nanomedicina, chimica e imaging avanzato, insieme

a DayOne - , innovation studio specializzato nel trasferimento tecnologico e nello sviluppo di

prodotti e startup innovative, con una consolidata esperienza nella valorizzazione della ricerca

attraverso programmi europei - che coordina gli aspetti di business e commercializzazione.

enLIGHT, emanazione del progetto di Cardarelli "CAPTUR3D"- un ERC Consolidator Grant da 2 milioni avviato nel 2021 - si propone come uno strumento rivoluzionario per accelerare lo sviluppo e il controllo qualità delle nanomedicine, con potenziali impatti significativi sulla ricerca e sulla produzione di farmaci più efficaci e sicuri per il trattamento del diabete e di altre patologie.

(De: SNS News, 14 luglio 2025)