Federico Coppola
Ricercatore in tenure track
- GSD 03/CHEM-02; SSD CHEM 02/A
- f.coppola@ssmeridionale.it
- Via Mezzocannone, n.4-80134 (NA)
- Area Interdisciplinare Scientifico-Tecnologica
Bio
Ho conseguito la laurea triennale in Chimica nel 2014 presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II, con una tesi dal titolo “Analisi conformazionale di potenziali antagonisti del fattore di crescita VEGF”. Nel 2016 ho conseguito la laurea magistrale in Scienze Chimiche presso lo stesso Ateneo, discutendo una tesi dal titolo “Methods for time-resolved vibrational analysis from ab initio molecular dynamics simulations”.
Nel 2020 ho conseguito il dottorato di ricerca in Scienze Chimiche presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II, sotto la supervisione della prof.ssa Nadia Rega, con giudizio ottimo cum laude, discutendo una tesi dal titolo “Development of theoretical-computational methods for the study of photophysics and photoreactivity occurring far from the Franck–Condon region”.
Durante il dottorato sono stato Visiting Ph.D. Student presso il Department of Chemistry della University of Minnesota, Minneapolis, USA, sotto la supervisione della prof.ssa Renee R. Frontiera, lavorando su calcoli vibrazionali di stato eccitato e superfici di energia potenziale reattive.
Dal 2020 al 2022 ho svolto attività di ricerca post-dottorale presso l’Université de Lorraine – CNRS, Laboratoire de Physique et Chimie Théoriques, LPCT, Vandœuvre-lès-Nancy, Francia, sotto la supervisione della dr.ssa Mariachiara Pastore e del prof. Dario Rocca, occupandomi dello sviluppo e dell’applicazione di metodi ab initio multireference, anche assistiti da modelli di machine learning, per l’esplorazione di superfici di energia potenziale multistato e per lo studio della dinamica nonadiabatica.
Dal 2022 al 2024 e successivamente nel 2025 ho ricoperto il ruolo di assegnista di ricerca presso la Scuola Superiore Meridionale , area Molecular Sciences for Earth and Space, MOSES, lavorando allo sviluppo di protocolli teorico-computazionali per simulare processi fotoindotti ultraveloci, dinamiche vibrazionali in molecole fotoattive.
Dal 2026 sono ricercatore in tenure track presso la Scuola Superiore Meridionale , nell’Area Interdisciplinare Scientifico-Tecnologica, GSD 03/CHEM-02 Chimica Fisica, SSD CHEM-02/A Chimica Fisica.
ORCID: 0000-0002-5845-4211
ResearchGate: Federico Coppola
Scopus Author ID: 57209325848
Web of Science Researcher Profile: HJY-2385-2023
Ricerca
La mia attività di ricerca si colloca nell’ambito della chimica fisica teorica e computazionale, con particolare attenzione allo sviluppo e all’applicazione di modelli molecolari avanzati per lo studio di processi fotoindotti, dinamica degli stati eccitati, spettroscopia computazionale elettronica e vibrazionale, dinamica molecolare ab initio e sistemi molecolari complessi in ambiente condensato.
Un tema centrale della mia ricerca riguarda la descrizione dei processi fotochimici e fotofisici lontani dalla regione di Franck–Condon. In questo contesto, utilizzo metodi di struttura elettronica, dinamica molecolare ab initio e analisi tempo-frequenza, incluse trasformate wavelet, per interpretare esperimenti di spettroscopia vibrazionale risolta nel tempo e per individuare i modi vibrazionali che governano il rilassamento ultrarapido di sistemi fotoeccitati.
Mi occupo inoltre dello studio teorico-computazionale di complessi a trasferimento di carica, semiconduttori organici, sistemi π-stacked, molecole fotoattive e light-driven molecular motors. Questi sistemi vengono investigati mediante DFT, TD-DFT, dinamica elettronica real-time, metodi multireference e protocolli vibrazionali avanzati, con l’obiettivo di correlare struttura elettronica, dinamica nucleare e segnali spettroscopici osservabili.
Un ulteriore asse di ricerca riguarda la modellazione di sistemi molecolari in ambienti complessi, quali soluzioni, matrici condensate, sistemi biologici, peptidi, cromofori proteici, cluster molecolari e materiali di interesse per la chimica dell’atmosfera, dell’ambiente interstellare e dell’astrochimica. In questi ambiti, integro modelli di solvatazione implicita ed esplicita, dinamica molecolare, analisi delle densità elettroniche, descrittori di charge transfer e strumenti computazionali per la caratterizzazione vibrazionale.
Le metodologie utilizzate includono DFT e TD-DFT, ab initio molecular dynamics, real-time TD-DFT, metodi multireference, analisi vibrazionale armonica e anarmonica, simulazione di spettri Raman, IR, UV-Vis e SERS, analisi di trasferimento di carica. Software regolarmente utilizzati: Gaussian, OpenMolcas, Molpro, NBO, Multiwfn, e script in-house per la produzione e l’analisi di dati computazionali e spettroscopici. L’attività di ricerca si avvale stabilmente di risorse HPC per calcoli di struttura elettronica e simulazioni molecolari su larga scala.
Pubblicazioni
- Valadan, M.; Perrella, F.; Carlini, L.; Iuzzolino, G.; Chiarinelli, J.; Coppola, F.; Richter, R.; Schiano, C.; Petrone, A.; Bolognesi, P.; Avaldi, L.; Altucci, C.; Rega, N. Dynamics of Energy-Selected Fragments from Nucleobase–Protein Interaction Molecular Models Revealed by Combined Photoelectron–Photoion Coincidence Spectroscopy and Theoretical Simulation. The Journal of Chemical Physics 2025, 163. DOI: 10.1063/5.0276616.
- Coppola, F.†; Perrella, F.†; Petrone, A.; Donati, G.; Marinelli, L.; Rega, N. Unveiling Vibrational Couplings in Model Peptides in Solution by a Theoretical Approach. Molecules 2025, 30, 2854. DOI: 10.3390/molecules30132854.
- Coppola, F.*; Carfora, R.; Rega, N.* Electronic Structure and Vibrational Properties of Indenotetracene-Based Crystal. Journal of Computational Chemistry 2025, 46, e70141. DOI: 10.1002/jcc.70141.
- Carfora, R.; Petrone, A.; Coppola, F.; Rega, N. Transient Vibrational Dynamics Unveils the Intricate Mechanism of Ultrafast Photorelaxation in a Molecular Rotor. The Journal of Chemical Physics 2025, 163, 124116. DOI: 10.1063/5.0281651.
- Carfora, R.†; Coppola, F.†; Cimino, P.; Petrone, A.; Rega, N. A Cost-Effective Computational Strategy for the Electronic Layout Characterization of a Second Generation Light-Driven Molecular Rotary Motor in Solution. Journal of Computational Chemistry 2025, 46. DOI: 10.1002/jcc.70023.
- Coppola, F.*; Cimino, P.; Rega, N.; Zuppolini, S.; Di Fabio, G.; Zarrelli, A.* Unraveling Phenanthrenoid Dimerization in Juncus acutus: A DFT-Guided Exploration of Radical-Coupling Reaction Mechanisms. European Journal of Organic Chemistry 2025, 28, e202401123. DOI: 10.1002/ejoc.202401123. (Front Cover)
- Shalhoub, N.; Marchini, E.; Coppola, F.; Argazzi, R.; Caramori, S.; Pastore, M.; Pierrat, P.; Gros, P. C. Tuning the Electronic Properties of Fe(II)–NHC Sensitizers with Thienyl π-Extended Ligands. Dalton Transactions 2025, 54, 17662–17673. DOI: 10.1039/D5DT02301G.
- Coppola, F.*; Hussain, M.; Zhao, J.; El-Zohry, A. M.*; Pastore, M.* Key Role of Electronic and Structural Properties in Regulating Intersystem Crossing: An In-Depth Investigation on Naphthalene-Diimide Triads for Thermally Activated Delayed Fluorescence Applications. Journal of Physical Chemistry C 2024, 128, 11998–12009. DOI: 10.1021/acs.jpcc.4c02033.
- Coppola, F.; Cimino, P.; Petrone, A.; Rega, N. Evidence of Excited-State Vibrational Mode Governing the Photorelaxation of a Charge-Transfer Complex. Journal of Physical Chemistry A 2024, 128, 1620–1633. DOI: 10.1021/acs.jpca.3c08366. (Front Cover)
- Coppola, F.*; Carfora, R.; Cimino, P.; Petrone, A.; Rega, N. Tetracyanoethylene Na+/K+ Radical Anion Coordination Sites Unveiled via Electronic and Vibrational Fingerprints. Theoretical Chemistry Accounts 2024, 143. DOI: 10.1007/s00214-024-03151-8.
- Perrella, F.†; Coppola, F.†; Rega, N.; Petrone, A. An Expedited Route to Optical and Electronic Properties at Finite Temperature via Unsupervised Learning. Molecules 2023, 28. DOI: 10.3390/molecules28083411.
- Crisci, L.; Coppola, F.; Petrone, A.; Rega, N. Tuning Ultrafast Time-Evolution of Photo-Induced Charge-Transfer States: A Real-Time Electronic Dynamics Study in Substituted Indenotetracene Derivatives. Journal of Computational Chemistry 2023, 44, 210–221. DOI: 10.1002/jcc.27231.
- Coppola, F.; Nucci, M.; Marazzi, M.; Rocca, D.; Pastore, M. Norbornadiene/Quadricyclane System in the Spotlight: The Role of Rydberg States and Dynamic Electronic Correlation in a Solar-Thermal Building Block. ChemPhotoChem 2023, 7, e202200214. DOI: 10.1002/cptc.202200214. (Front Cover; Top 10 most-cited papers published by ChemPhotoChem in 2023)
- Petrone, A.; Perrella, F.; Coppola, F.; Crisci, L.; Donati, G.; Cimino, P.; Rega, N. Ultrafast Photo-Induced Processes in Complex Environments: The Role of Accuracy in Excited-State Energy Potentials and Initial Conditions. Chemical Physics Reviews 2022, 3. DOI: 10.1063/5.0085512.
- Coppola, F.; Cimino, P.; Perrella, F.; Crisci, L.; Petrone, A.; Rega, N. Electronic and Vibrational Manifold of Tetracyanoethylene–Chloronaphthalene Charge-Transfer Complex in Solution: Insights from TD-DFT and Ab Initio Molecular Dynamics. Journal of Physical Chemistry A 2022, 126, 7179–7192. DOI: 10.1021/acs.jpca.2c05001. (Front Cover)
- Coppola, F.†; Cimino, P.†; Raucci, U.; Chiariello, M. G.; Petrone, A.; Rega, N. Exploring the Franck–Condon Region of a Photoexcited Charge-Transfer Complex in Solution to Interpret Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy: Excited-State Electronic Structure Methods to Unveil Non-Radiative Pathways. Chemical Science 2021, 12, 8058–8072. DOI: 10.1039/d1sc01238j. (Back Cover)
- Perrella, F.; Coppola, F.; Petrone, A.; Platella, C.; Montesarchio, D.; Stringaro, A.; Ravagnan, G.; Fuggetta, M. P.; Rega, N.; Musumeci, D. Interference of Polydatin/Resveratrol in the ACE2:Spike Recognition During COVID-19 Infection: A Focus on Their Potential Mechanism of Action through Computational and Biochemical Assays. Biomolecules 2021, 11. DOI: 10.3390/biom11071048.
- Raucci, U.; Chiariello, M. G.; Coppola, F.; Perrella, F.; Savarese, M.; Ciofini, I.; Rega, N. An Electron Density-Based Analysis to Establish the Electronic Adiabaticity of Proton-Coupled Electron Transfer Reactions. Journal of Computational Chemistry 2020, 41, 1835–1841. DOI: 10.1002/jcc.26224.
- Coppola, F.†; Perrella, F.†; Petrone, A.; Donati, G.; Rega, N. A Not-Obvious Correlation Between the Structure of Green Fluorescent Protein Chromophore Pocket and Hydrogen-Bond Dynamics: A Choreography from Ab Initio Molecular Dynamics. Frontiers in Molecular Biosciences 2020, 7, 569990. DOI: 10.3389/fmolb.2020.569990.
- Chiariello, M. G.; Raucci, U.; Coppola, F.; Rega, N. Unveiling Anharmonic Coupling by Means of Excited-State Ab Initio Dynamics: Application to Diarylethene Photoreactivity. Physical Chemistry Chemical Physics 2019, 21, 3606–3614. DOI: 10.1039/c8cp04707c.
- Cimino, P.; Raucci, U.; Donati, G.; Chiariello, M. G.; Schiazza, M.; Coppola, F.; Rega, N. On the Different Strength of Photoacids. Theoretical Chemistry Accounts 2016, 135. DOI: 10.1007/s00214-016-1879-8.
Corsi
A.A. 2025/2026, titolare dell’insegnamento Introduzione alla Ricerca, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Scienze Chimiche e Scienze Biomediche, I anno, SSD CHEM-02/A, 1 CFU, 8 ore.
A.A. 2024/2025, titolare dell’insegnamento Introduzione alla Ricerca, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Scienze Chimiche e Scienze Biomediche, I anno, SSD CHEM-02/A, 1 CFU, 8 ore.
A.A. 2024/2025, titolare dell’insegnamento Complementi di Chimica e Biologia I – modulo A, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Scienze Chimiche e Scienze Biomediche, I anno, SSD CHEM-02/A, 1.5 CFU, 12 ore.
A.A. 2024/2025, titolare dell’insegnamento Complementi di Chimica e Biologia II, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Scienze Chimiche e Scienze Biomediche, II anno, SSD CHEM-02/A, 2 CFU, 16 ore.
A.A. 2024/2025, titolare dell’insegnamento Introduzione alla Ricerca II – Progettare le Scienze Molecolari, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Molecular Sciences for Earth and Space, MOSES, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 24 ore.
A.A. 2023/2024, titolare dell’insegnamento Introduzione alla Ricerca II – Progettare le Scienze Molecolari, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Scienze Chimiche e Scienze Biomediche, I anno, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 24 ore.
A.A. 2023/2024, titolare dell’insegnamento Complementi di Chimica I, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Molecular Sciences for Earth and Space, MOSES, SSD CHEM-02/A, 6 CFU, 48 ore.
A.A. 2022/2023, titolare dell’insegnamento Frontiere in Scienze Chimiche e Biomediche I, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Scienze Chimiche e Scienze Biomediche, I anno, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 24 ore.
A.A. 2022/2023, titolare dell’insegnamento Complementi di Chimica I, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Scienze Chimiche e Scienze Biomediche, I anno, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 24 ore.
A.A. 2022/2023, titolare dell’insegnamento Introduzione alla Ricerca II – Progettare le Scienze Molecolari, Scuola Superiore Meridionale , Corso ordinario in Molecular Sciences for Earth and Space, MOSES, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 24 ore.
Didattica Dottorale
A.A. 2024/2025, titolare del modulo Chimica Fisica Biologica – Modulo B, Scuola Superiore Meridionale , Dottorato in Molecular Sciences for Earth and Space, MOSES, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 18 ore.
A.A. 2024/2025, titolare del modulo Chimica Sperimentale e Teorica per la Sostenibilità – Modulo B, Scuola Superiore Meridionale , Dottorato in Molecular Sciences for Earth and Space, MOSES, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 18 ore.
A.A. 2023/2024, titolare del modulo Chimica Sperimentale e Teorica per la Sostenibilità – Modulo B, Scuola Superiore Meridionale , Dottorato in Molecular Sciences for Earth and Space, MOSES, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 18 ore.
A.A. 2022/2023, titolare del modulo Chimica Fisica Biologica – Modulo B, Scuola Superiore Meridionale , Dottorato in Molecular Sciences for Earth and Space, MOSES, SSD CHEM-02/A, 3 CFU, 18 ore.
Nel 2023 sono stato relatore invitato del seminario dottorale “Time-resolved vibrational analysis for ultrafast photoinduced processes”, rivolto ai dottorandi MOSES dei cicli XXXVII–XXXIX.
Ho inoltre svolto attività di tutoraggio per diversi progetti di tesi triennale e magistrale in chimica computazionale, fotofisica molecolare, dinamica vibrazionale, sistemi a trasferimento di carica, materiali organici e ghiacci di interesse astrochimico.
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