Dinamica vibrazionale di indometacina amorfa

risolta mediante tecnica Pump-Probe

Relatore: Prof. Tullio Scopigno

Candidato:Luca Mancino

Transizione vetrosa e ultrastabilità

Dinamica vibrazionale di indometacina amorfa risolta in tempo

Analisi delle misure e risultati sperimentali ottenuti

OUTLINE

STATO VETROSO E ULTRASTABILITA’

o Farmaco antipiretico e antiflogistico appartenente alla categoria FANS

o Efficacia del farmaco diminuita allo stato cristallino anche a causa di scarsa solubilità

Il materiale preso in esame è l’Indometacina:

STATO VETROSO E ULTRASTABILITA’

Lo stato amorfo perde periodicità dal punto di vista topologico.

Un vetro è un amorfo che esibisce una transizione vetrosa

Temperatura

Vol

ume

TMTg1Tg2

liquido

cristallo

vetroliquido

sottoraffreddato

TP

GV

P

p T

GTC

2

2

ULTRASTABILITA’

La preparazione di vetri mediante deposizione fisica da fase vapore rende possibile la produzione di vetri ultrastabili

La stabilità di un vetro depositato si determina mediante Tonset

Temperatura

Cal

ore

Spe

cifi

co

TOnset

Per determinare Tonset si utilizza la DSC (Differential Scanning Calorimetry)

ULTRASTABILITA’

A maggiore Tonset corrisponde maggiore stabilità dei campioni di vetro prodotti.

A fissato rate di deposizione, il parametro chiave che determina la stabilità è la temperatura di substrato.

campioni ultrastabili

Sono stati studiati campioni di IMCprodotti mediante PVD alle seguentitemperature di substrato:

190 K230 K247 K266 K285 K

DINAMICA VIBRAZIONALE NEI VETRI Nei vetri si può estendere la descrizione della dinamica vibrazionale in termini di fononi per eccitazioni vibrazionali a piccolo Q.

VARIABILE DINAMICA

N

l

tt1

))(Rr),r( l

FUNZIONE INTERMEDIA DI SCATTERING ),Q(),Q(),Q( * 0 ttF

FATTORE DI STRUTTURA DINAMICO

',

RQRQ 'll,Q(

ll

iiti dteeeS

TECNICHE SPERIMENTALI

BLS e IXS: permettono di indagare S(Q,w)

BPA: tecnica atta a caratterizzare la dinamica vibrazionale di film di vetro nel tempo

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

RIFLETTIVITA’ OTTICA RELATIVA

OffPump

OffPumpOnPump

R

RR

R

R

SCATTERING BRILLOUIN STIMOLATO

224

sinnv

vQ

PERIODO OSCILLAZIONI RIFLETTIVITA’

2

probe

sinnvT

22

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

t)tttΓπt)sinexp(f(t) max )()(

(t)dtt)(tt)it)exp(Γπt)sin(ωexp(fFT max0

)((

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

2

2

i

tcostsiniefFT maxmax

)ti( max

)((

La funzione utilizzata per effettuare il fit in frequenza è:

Posizione picco = frequenza oscillazioni

FHWM = attenuazione oscillazioni

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

224

sinnv

vQ sono stati ricavati gli andamenti degli indici di rifrazione mediante ellissometria

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

Esiste una correlazione tra la velocità del suono e la TOnset

Campioni ultrastabili

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

E’ stato possibile determinare l’andamento dell’attenuazione acustica in funzione della frequenza

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

Temperatura

Cal

ore

Spe

cifi

co

Tg

TOnset

E’ possibile trasformare un campione di IMC prodotto con PVD in vetro ordinario mediante annealing

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS

Collasso dispersioni della pulsazione in funzione di Q per vari campioni

BROADBAND PICOSECOND ACOUSTICS Dopo l’annealing si è rivalutato l’andamento dell’attenuazione in funzione della frequenza

CONCLUSIONI Determinazione proprietà acustiche: velocità del suono e attenuazione acustica in funzione di pulsazione e frequenza.

Esistenza di correlazione tra velocità del suono: a maggiore velocità del suono corrisponde maggiore stabilità, parametro dipendente dalla temperatura del substrato.

Confronto Pre-Post Annealing: la PVD consente di produrre vetri di incredibile stabilità termodinamica. Alta stabilità = bassa attenuazione acustica.

APPLICAZIONI: le proprietà acustiche presentano correlazioni con molte proprietà dei vetri. Raggiungimento ultrastabilità e produzione vetri amorfi che non vanno in- contro a cristallizzazione.

Per migliorare caratterizzazione, eliminazione dipendenza di n della velocità del suono mediante nuove geometrie di scattering.

BACKGROUND

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