Il progressivo aumento della popolazione ed il rapido sviluppo economico dei paesi emergenti hanno sottolineato come problema dell'inquinamento atmosferico e idrico rappresenti delle emergenze ambientali di massima priorità. In particolare, la crescente attenzione dedicata su scala globale alle tematiche ambientali e alla sicurezza della salute umana ha incrementato in modo significativo l'attenzione verso tecniche “green” per la depurazione sia dell'aria che delle acque reflue, che permettano di garantire un apprezzabile miglioramento della qualità della vita. A questo proposito, notevoli sforzi sono stati dedicati alla fotocatalisi promossa da materiali semiconduttori per la degradazione degli ossidi di azoto nell'aria e di vari inquinanti tossici nell'acqua, ad alla loro trasformazione in prodotti privi di impronta ecologica.
D’altro canto, nell’ultimo decennio hanno acquisito importanza sempre crescente le applicazioni fotoindotte che mirano alla realizzazione di smart surfaces antiappannanti e autopulenti, per le quali i fenomeni di adsorbimento e le proprietà idrofobiche/idrofiliche influenzano direttamente le prestazioni funzionali. L'interesse per questo tipo di sistemi e processi è stato notevolmente alimentato dalle loro eventuali applicazioni in finestre intelligenti e materiali da costruzione per una varietà di utilizzi pratici.
In questo contesto, nell'ultimo decennio il gruppo di D.Barreca ha dedicato notevoli sforzi alla fabbricazione di materiali attivi per applicazioni fotoattivate basati su ZnO, MnO₂, ZnO-TiO₂, Au-TiO₂, Fe₂O₃-TiO₂, Fe₂O₃-TiO₂-Au, Fe₂O₃-WO₃, con particolare riguardo alla messa a punto di sistemi compositi, per trarre vantaggio dalla combinazione sinergica delle proprietà dei singoli componenti. I nanosistemi in questione vengono realizzati mediante tecniche da fase vapore, con particolare attenzione all'ingegnerizzazione di adatti precursori molecolari dotati di informazioni chimiche specifiche che, a loro volta, consentano di indirizzare le proprietà del sistema risultante. Specifici sforzi sintetici vengono rivolti alla modulazione della nano-organizzazione, alla loro modificazione chimica mediante drogaggio, ed alla possibile funzionalizzazione con nanoparticelle/overlayers di metalli/ossidi per ottenere una migliorata efficienza anche tramite irraggiamento con la sola luce solare. I materiali attivi vengono depositati direttamente sui substrati utilizzati per le applicazioni di interesse e sottoposti a un'accurata caratterizzazione chimico-fisica, con l'obiettivo di indagare le correlazioni tra le loro proprietà e prestazioni e migliorarne così il comportamento funzionale.