STUDI COMPUTAZIONALI DEI PROCESSI DI AUTOAGGREGAZIONE IN SOLUZIONE DI MOLECOLE A VARIO GRADO DI COMPLESSITA'

Progetto: Research project

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E’ NOTO CHE MOLECOLE ANFIFILICHE E CIOÈ DOTATE DI PORZIONI SOLVOFILICHE E SOLVOFOBICHE, DANNO LUOGO A FENOMENI DI AGGREGAZIONE CHE CONDUCONO ALLA FORMAZIONE DI AGGREGATI MICELLARI O DI SEPARAZIONE DI FASE RISULTANTI IN STRUTTURE DI VARIA COMPLESSITA’.

SOLUZIONI MICELLARI TROVANO APPLICAZIONE IN SVARIATI CAMPI INDUSTRIALI E SONO ANCHE UTILIZZATE COME MICROREATTORI PER LA SINTESI DI NANOPARTICELLE METALLICHE. QUESTO METODO DI SINTESI RISULTA PARTICOLARMENTE EFFICACE A CAUSA DEL RIGOROSO CONTROLLO DIMENSIONALE CHE CONSENTE DI OTTENERE NANOMATERIALI CON PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE OMOGENEE.

LE SPECIFICHE PROPRIETÀ STRUTTURALI DI UNA SOLUZIONE MICELLARE DIPENDONO DALL’ARCHITETTURA DELLE MOLECOLE DI TENSIOATTIVO UTILIZZATO ED E’ QUINDI IMPORTANTE INVESTIGARE LE CORRELAZIONI ESISTENTI FRA STRUTTURA MOLECOLARE E PROPRIETÀ CHIMICO-FISICHE DEGLI AGGREGATI. CIÒ E’ UTILE PER OTTENERE UNA DETTAGLIATA DESCRIZIONE MICROSCOPICA DEL FENOMENO DI AGGREGAZIONE.

LE MODELLIZZAZIONI AL CALCOLATORE SVOLGONO UN RUOLO FONDAMENTALE PERCHÉ È POSSIBILE DEFINIRE CON PRECISIONE IL SISTEMA IN ESAME E CONSIDERARE SOLO I PARAMETRI STRUTTURALI DI INTERESSE. SISTEMI COMPLESSI COME QUELLI APPENA DESCRITTI, COMUNQUE, SONO PARTICOLARMENTE ARDUI DA TRATTARE DAL PUNTO DI VISTA TEORICO PER LA NATURA STESSA DEI POTENZIALI INTERMOLECOLARI E PERCHÉ I FENOMENI IN ESAME AVVENGONO SU SCALE DI TEMPI BEN AL DI FUORI DELLA PORTATA DELLE TECNICHE COMPUTAZIONALI TRADIZIONALI (PER ESEMPIO LA DINAMICA MOLECOLARE). E’ STATO PERÒ DIMOSTRATO CHE LE SIMULAZIONI MONTE CARLO SONO IN GRADO DI CAMPIONARE EFFICACEMENTE LO SPAZIO DELLE FASI PER SISTEMI COSTITUITI DA SEMPLICI MODELLI DI TENSIOATTIVI O POLIMERI. TALE APPROCCIO DIVENTA ANCORA PIÙ EFFICACE QUANDO VENGONO UTILIZZATE ANCHE TECNICHE DI SCALAMENTO A ISTOGRAMMI CHE RIDUCONO NOTEVOLMENTE IL NUMERO DI SIMULAZIONI NECESSARIE.

IN QUESTO PROGETTO VENGONO EFFETTUATE SIMULAZIONI MONTE CARLO DI SISTEMI BINARI SOLVENTE–TENSIOATTIVO E TERNARI SOLVENTE–TENSIOATTIVO–IDROCARBURO/POLIMERO ALLO SCOPO DI INVESTIGARE L’EFFETTO DI CAMBIAMENTI NELL’ARCHITETTURA MOLECOLARE SULLA STRUTTURA E PROPRIETÀ DEGLI AGGREGATI. LE SIMULAZIONI SONO EFFETTUATE NELL’INSIEME STATISTICO GRAN CANONICO PERCHÉ COSI’ SI HA DIRETTO ACCESSO ALL’ENERGIA LIBERA DEL SISTEMA E, QUINDI, ALLE FUNZIONI TERMODINAMICHE.

ALLO SCOPO DI VERIFICARE LE CONDIZIONI CHE CONDUCONO ALLA FORMAZIONE DI AGGREGATI MICELLARI O A FENOMENI DI SEPARAZIONE DI FASE, SI VARIA SISTEMATICAMENTE LA LUNGHEZZA DELLE PORZIONI SOLVOFOBICHE E SOLVOFILICHE DI TENSIOATTIVI E POLIMERI–MODELLO.

PER QUEI SISTEMI CHE FORMANO AGGREGATI MICELLARI SONO STUDIATE FORMA E DIMENSIONI DEGLI AGGREGATI OTTENUTI CHE SONO MESSE IN RELAZIONE ALL’ARCHITETTURA MOLECOLARE. CIÒ DOVREBBE CONSENTIRE DI OTTIMIZZARE L’ARCHITETTURA IN RAPPORTO ALLE CARATTERISTICHE DEI MICROAMBIENTI DI REAZIONE CHE SI INTENDE OTTENERE E SUGGERIRE NUOVE VIE SINTETICHE PER LA PREPARAZIONE DI MICROREATTORI REALI.

Layman's description

Studi computazionali dei processi di autoaggregazione in soluzione di molecole a vario grado di complessità
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/04 → …

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