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MELAnin-inspired radical architectures for Near-InfraRed-driven ultrafast photochemistry in water 

Descrizione del progetto

Materiali ispirati alla melanina per innescare reazioni con la luce solare

Spesso è proprio il disegno della natura a fornire la chiave per risolvere sfide tecnologiche complesse. Ispirato alla melanina, il pigmento che conferisce colore alla pelle e ai capelli, il progetto MELA-NIR svilupperà materiali avanzati in grado di sfruttare la luce solare per innescare reazioni chimiche nell’acqua. Questi sistemi sintetici a base di melanina combinano un assorbimento della luce ampio, la stabilità in acqua e una lunga durata dei radicali per innescare reazioni chimiche, offrendo un’alternativa non tossica e scalabile ai sistemi a base di metalli. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto MELA-NIR userà la spettroscopia multidimensionale nel vicino infrarosso per sviluppare alternative scalabili e non tossiche alle piattaforme tradizionali a base di metalli, aprendo nuove prospettive per i processi chimici alimentati dall’energia solare.

Obiettivo

Harnessing solar energy for sustainable chemistry requires platforms with panchromatic absorption, extending into the near-infrared (NIR), and excited-state radicals that persist in biologically relevant aqueous media long enough to drive reactions. Yet no system combines both, leaving a “NIR photoredox gap” that limits green manufacturing, pollutant remediation, and biocompatible chemistry. MELA-NIR will close this gap by developing melanin-inspired radical architectures. Synthetic melanins uniquely combine broad absorption, aqueous stability, and radical lifetimes beyond milliseconds, offering scalable, non-toxic alternatives to scarce metal-based platforms while extending performance into the untapped NIR. MELA-NIR pursues three goals: (i) map radical formation from femtoseconds to seconds using ultrafast transient absorption and IR spectroscopy (WP1); (ii) engineer hydroquinone–quinone donor–acceptor systems and charge-transfer-active cofactors to enhance NIR activity (WP2); and (iii) benchmark optimized scaffolds for NIR-driven photoredox reactivity and antioxidant function in water (WP3). Together, these steps will establish design rules for light-tunable radical buffering and deliver proof-of-concept for green chemistry and redox biology. The fellowship provides interdisciplinary training in spectroscopy, materials chemistry, and photophysics. At Ohio State University with Prof. Bern Kohler, I will gain expertise in ultrafast IR and melanin synthesis, complementing my UV–visible ultrafast background. At Politecnico di Milano with Prof. Giulio Cerullo, I will apply advanced NIR multidimensional spectroscopy to assess reactivity. This two-way transfer will equip me to establish an independent European research line at the physics–chemistry interface. By enabling NIR-induced radical photochemistry in aqueous media, MELA-NIR will advance solar-to-chemical conversion, support the European Climate Law, and position Europe as a leader in sustainable photochemistry.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

POLITECNICO DI MILANO
Contributo netto dell'UE
€ 396 991,08
Indirizzo
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italia
Regione
Nord-Ovest Lombardia Milano
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)