CARATTERIZZAZIONE MORFOLOGICO-SPETTROSCOPICA E PROPRIETA’ DI SWELLING DI NANOCOMPOSITI TEFLON-LIKE PALLADIO

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Nel corso degli ultimi anni è notevolmente cresciuta l’attenzione rivolta dalla ricercascientifica verso composti fluoropolimerici modificati attraverso l’inclusione controllatadi nanoparticelle metalliche.[1-3] La possibilità di ottenere materiali compositi con proprietàchimico-fisiche modulabili variando il contenuto di metallo nella matrice originariaconsente di realizzare dispositivi notevolmente versatili in grado di essere potenzialmenteadoperati in diversi settori industriali.Particolare interesse hanno recentemente suscitato i film sottili Teflon-like modificatitramite inclusione di nanoparticelle di oro e cresciuti mediante Ion Beam Co-sputteringper il loro possibile impiego come sensori di vapori di solventi organici.[4-8] Gli studieffettuati su tali film compositi hanno rivelato come le inclusioni metalliche all’internodella matrice organica siano in grado di accrescere il rigonfiamento (swelling) dei compostiTeflon-like prodotto in seguito all’adsorbimento di molecole di solvente con elevatogrado di polarità. Lo studio delle proprietà chimiche superficiali di tali film ha infatti evidenziatola presenza di specie polari altamente reattive, quali ossidi e fluoruri, sulla superficiedelle nanoparticelle di oro site in prossimità della superficie libera dei film. Talispecie sono in grado di favorire l’adsorbimento selettivo di molecole di vapore polari attraversola formazione di deboli legami di natura elettrostatica tipo dipolo-dipolo. Si capiscecosì come l’aumento del contenuto di metallo nella matrice polimerica consenta,rendendo più probabile questo meccanismo di interazione, di accrescere il grado di solubilitàdei compositi in questo tipo di solventi. La diffusione delle molecole di vapore disolvente nei film produce l’espansione della matrice polimerica e con essa, a causa2dell’incremento della distanza tra i grani metallici nel sistema composito, un aumentodella resistenza elettrica. Essendo questi effetti proporzionali all’intensità del momento didipolo elettrico associata alla molecola di solvente permeata nella matrice organica, sicomprende come dalla misura della variazione di una di queste due grandezze si possaavere informazioni sulla natura dell’agente chimico diffuso nel composto.Lo scopo del presente lavoro di tesi è quello di studiare le proprietà di swelling di filmsottili Teflon-like “drogati” con nanoparticelle di palladio al fine essenzialmente di verificarese l’inclusione di questo metallo, anziché dell’oro, modifichi i meccanismi di interazionefra la matrice organica e molecole di solvente con diverso momento di dipolo elettricoe la diffusione di queste ultime nei compositi.Lo studio della morfologia dei film compositi cresciuti mediante Ion Beam Co-sputteringè stata effettuata mediante microscopìa elettronica a trasmissione (TEM) e a forza atomica(AFM) mentre l’analisi della loro composizione chimica superficiale è stata realizzatatramite la tecnica spettroscopica XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) convenzionaleed in dipendenza d’angolo ARXPS (Angle Resolved X-ray Photoelectron Spectroscopy).Le proprietà di swelling dei film in presenza di vapori di solvente di acetone, alcool isopropilicoe tetracloruro di carbonio sono state valutate mediante misure elettriche ed otticheutilizzando in quest’ultimo caso la tecnica ellissometrica. Infine sono state poste aconfronto le proprietà di swelling in vapori di acetone di compositi Teflon-like “drogati”con palladio e di film Teflon-like “drogati” con oro contenenti una uguale frazione di volumedi metallo.