Arresto dinamico in “smart” microgel: studio tramite scattering della luce, dei raggi X e dei neutroni

Tesi di Dottorato in Fisica.
Proposta da Roberta Angelini e Barbara Ruzicka
Sede di attività Sapienza
Il comportamento non convenzionale della materia soffice è spesso sorprendente e rimane tuttora una sfida fondamentale comprenderne e controllarne il complesso comportamento. Tra i vari sistemi che vi appartengono, i colloidi, sono sistemi modello per studiare su scala nanoscopica e microscopica i fenomeni tipici di sistemi atomici e molecolari. I potenziali d’interazione caratteristici di questi sistemi danno luogo a stati arrestati come gel, vetri attrattivi, vetri repulsivi e transizioni di fase insolite. A differenza dei colloidi comunemente studiati, i colloidi soffici sono caratterizzati da particelle parzialmente interpenetrabili e danno luogo a fenomeni fisici e a diagrammi di fase ancor più inusuali. Appartengono a questa classe di sistemi gli “smart ” microgel, così definiti grazie alla loro sensibilità alla temperatura e/o al pH.
Scopo di questa tesi di dottorato è studiare la fenomenologia dell’arresto strutturale di uno specifico “smart microgel”, composto da due polimeri (PNIPAM e PAAC) interpenetrati (IPN), sondando la dinamica e la struttura microscopica al variare di temperatura, pH e concentrazione. In particolare utilizzando lo scattering dinamico della luce (DLS), sarà possibile caratterizzare la dinamica del sistema mentre attraverso lo scattering di raggi X e di neutroni a piccolo angolo (SAXS e SANS) si individueranno la sua struttura su diverse scale spaziali e gli specifici stati arrestati.