Il Premio Nobel per la Chimica 2017 riconosce la spettacolare e recente evoluzione della crio-microscopia elettronica. La messa a punto di tecniche sperimentali, algoritmi di calcolo e la disponibilità di nuovi detectors ad alta sensibilità consente lo studio della struttura tridimensionale di macromolecole biologiche con risoluzione quasi atomica. Bersagli significativi sono le proteine di membrana, complessi tra proteine o proteine/acidi nucleici e particelle subcellulari, quali il ribosoma.

Fare chimica con energia rinnovabile, invece di utilizzare combustibili fossili, il cui impiego come sorgente di energia rappresenta la parte preponderante dell’impatto della produzione chimica sulle emissioni di gas ad effetto serra, è la sfida per i prossimi decenni che può rivoluzionare la produzione chimica industriale, ma che rappresenta un’ottima opportunità per innovarla e renderla più competitiva oltre che sostenibile.

È presentata una panoramica su alcuni risultati della mia attività ricerca nel corso di circa 25 anni, in particolare sui complessi metallici fotoattivi e i nanomateriali di carbonio per la conversione dell’energia solare. Concludo con una breve discussione sui “colli di bottiglia” della transizione energetica alle tecnologie rinnovabili.

I mezzi acquosi micellari costituiscono una nuova frontiera nella sostituzione dei solventi organici in reazioni catalitiche, consentendo di migliorare molto spesso la resa, ma soprattutto la selettività a tutti i livelli (chemio- regio-, stereo-, enantio-). Studi recenti ne hanno dimostrato l’utilizzo vantaggioso anche nella produzione industriale di principi attivi farmaceutici.

Diminuire l’impatto delle attività umane sull’ecosistema è il problema cruciale del nuovo millennio. La catalisi ricopre un ruolo chiave nella corsa allo sviluppo sostenibile, sia per la salvaguardia dell’ambiente che per l’innovazione nel campo delle energie rinnovabili e della produzione ecologica di commodities, grazie ai nuovi strumenti forniti dalle nanotecnologie.

Composti chimici pericolosi, inquinanti, esplosivi e armi chimiche sono prodotti della chimica che hanno sempre generato un senso di vulnerabilità e di impotenza nell’opinione pubblica dei non esperti. Solamente iniziative mirate di formazione, educazione e sensibilizzazione sono in grado di ridurre la paura irrazionale e di accrescere la preparazione della popolazione e dei professionisti che si trovino a fronteggiare emergenze legate al rilascio accidentale o criminale di sostanze chimiche tossiche.

Il contributo che la chimica teorica e computazionale apporta alla comprensione dei meccanismi elementari alla base della terapia fotodinamica (PDT) ed alla progettazione di nuovi farmaci da utilizzare nella procedura medica ad essa correlata è brevemente riassunto. In particolare si mostrerà come la teoria del funzionale della densità (DFT) sia capace di riprodurre con ottime approssimazioni i parametri fotofisici significativi per la PDT in tempi di calcolo ragionevoli che consentono lo studio di molecole di media-grande dimensione. Tutto ciò permette di indirizzare la sintesi di nuovi farmaci che possiedano le proprietà richieste per le successive prove in vitro ed in vivo.

La sicurezza del paziente deve essere considerata il punto di riferimento per ogni azienda che produce composti per il mercato farmaceutico. In questo articolo, a partire dal caso di Brexpiprazolo, vengono descritti gli aspetti fondamentali connessi allo sviluppo di processi sostenibili per la produzione di principi attivi farmaceutici.

Se nel lontano 1903, gli abitanti di Dexter (USA) avessero immaginato che nel getto gassoso, erompente dal pozzo perforato alla ricerca di petrolio, c’era un elemento che sarebbe diventato una risorsa strategica per la società, forse non sarebbero rimasti delusi dal fatto che non bruciava.

La capacità di arricchire campioni di nanoparticelle biologicamente rilevanti è cruciale per poter investigare meccanismi molecolari e di signaling cellulare: l’inserimento di un’ulteriore dimensione analitica è fondamentale per semplificare e comprendere dinamiche - e campioni- estremamente complessi.