Lezioni 1-4 (2 ore ciascuna): attivazione e trasporto di ossigeno.
Termodinamica dell'ossigeno. Potenziali redox. Proprietà cinetiche dell'ossigeno e sue proprietà quantistiche. Attivazione chimica e fotochimica dell'ossigeno. Specie di ossigeno coinvolte. Ioni metallici come catalizzatori di attivazione di ossigeno. Utilizzo di ossigeno da parte di organismi aerobici: fosforilazione ossidativa; reazioni ossigenasiche. Metalloproteine come vettori di ossigeno. Metalloenzimi per reazioni di ossigenazione nella biosintesi e nella respirazione. Monoossigenasi e diossigenasi contenenti ferro. Ossidasi a rame.
-Lezione 5-6 (2 ore ciascuna): respirazione batterica. Respirazione batterica aerobica. Respirazione batterica anaerobica: la respirazione batterica su substrati diversi da ossigeno, batteri solfato e nitrato riduttori . Ossidi di Mn ed Fe come accettori di elettroni. L'enzima nitrogenasi e i cluster metallici associati.
-lezioni 7-8 (2 ore ciascuna): Introduzione alla spettroscopia di assorbimento di raggi x ed alle tecniche relative (XANES, XES).
-Lezione 9 (2 ore): La chimica della fotosintesi. Fotosistemi I e II. L'enzima Rubisco.
-lezioni 10-12 (2 ore ciascuna): Idrogenasi & fotosintesi artificiale. Idrogenasi delle 3 classi contenenti cluster metallici: NiFe, FeFe e Fe. Il bisogno di fonti di energia pulita per il futuro. Principi di fotosintesi artificiale. Complessi per la formazione di ossigeno da acqua basati su Mn e Co. Fotosensori basati su Ru(bipy)3. Composti mimanti le idrogenasi per la produzione di idrogeno.
-Lezione 13-14 (2 ore ciascuna): chimica dello stato solido. Reticoli ed energia reticolare. Teoria delle bande dei solidi cristallini. Banda di valenza e banda di conduzione. Isolanti, semiconduttori e conduttori. Dispositivi a semiconduttore dopati: transistori, LED, celle fotovoltaiche.
-lezioni 15-16 (2 ore ciascuna): celle solari a coloranti organici(DSSC). Principi di DSSC. Ruolo dei complessi metallici. Elettroliti. Nanoparticelle. Applicazioni tecnologiche. Quantum dots (QD). Principi di QD. QM applicata alle nanoparticelle. Applicazioni tecnologiche. Dispositivi per l'accumulo di energia. Condensatori e batterie. Celle e batterie elettrochimiche. Profilo storico. Le batterie Li-Ion: principi, materiali e sviluppo.
-lezioni 17-18 (2 ore ciascuna): biomineralizzazione. Fenomeni di biomineralizzazione e la loro influenza sulla geologia terrestre. Carbonato di calcio biomineralizzazione. CaCO3, idrossiapatite, silice, ossidi di ferro biominerali.
-lezioni 19-21 (2 ore ciascuna): zeoliti e metal-organic-frameworks (MOF). Struttura e funzione di zeoliti naturali. Zeoliti sinteticche. Sintesi di MOFs ispirati da zeoliti. Descrizione dei diversi MOFs. MOFs come catalizzatori di reazioni specifiche. Progettazione e sintesi di MOFs con funzioni specifiche. Tipologie di MOFs. Metodi di sintesi di MOFs. Struttura e proprietà.
-lezione 22 (2 ore): Introduzione alla spettroscopia Mossbauer. L'esperimento. Introduzione alla teoria del Mossbauer. Parametri Mossbauer. Informazioni ottenibili dalla spettroscopia Mossbauer sui composti di ferro.
-Lezione 23 (2 ore): Introduzione alla spettroscopia Raman per la chimica inorganica e bioinorganica. Pro e contro. Strumentazione. Applicazione di Raman e risonanza Raman in chimica inorganica e bioinorganica. Effetti isotopici. Microscopia e imaging Raman.
-Lezione 24 (2 ore): lettura di lavori di letteratura di chimica inorganica. Lettura di lavori pubblicato su JACS riguardanti: clusters di ferro polinucleari; la sintesi, la cristallografia e la caratterizzazione spettroscopica dei composti inorganici.