Polimeri metacrilici contenenti ferrocene: sintesi mediante ATRP e proprietà

An investigation on the synthesis and properties of ferrocene-containing methacrylate monomer and polymer was carried out. Block copolymers of Ferrocenylmethyl Methacrylate with methyl, butil and esil methacrylate, were also prepared. The side-chain ferrocene-containing polymers and copolymers were prepared via atom transfer radical polymerization (ATRP). The glass transition temperature (Tg) values of the polymers and copolymers were measured by differential scan calorimetry (DSC).The thermal degradation behavior of copolymers was also studied and compared with the respective homopolymers. Cyclic voltammetry was employed to study the electrochemical properties. Preliminar electrochemical studies with a glassy carbon and Indium Tin Oxide electrodes modified with ferrocene-polymer conducted in aqueous and organic media are reported.

Polimeri tiofenici funzionali e loro applicazioni nel fotovoltaico

Recentemente, sempre più attenzione è stata rivolta all' utilizzo di coloranti organici come assorbitori di luce per la preparazione di strati fotoattivi in celle solari organiche (OPV). I coloranti organici presentano un'elevata abilità nella cattura della luce solare grazie all'elevato coefficiente di estinzione molare e buone proprietà fotofisiche. Per questi motivi sono eccellenti candidati per l'incremento della conversione fotoelettrica in OPV. In questa tesi viene descritta una nuova strategia per l'incorporazione di derivati porfirinici in catena laterale a copolimeri tiofenici. Gli studi svolti hanno dimostrato che poli(3-bromoesil)tiofene può essere variamente funzionalizzato con idrossitetrafenilporfirina (TPPOH), per l'ottenimento di copolimeri utilizzabili come materiali p-donatori nella realizzazione di OPV. I copolimeri poli[3-(6-bromoesil)tiofene-co-(3-[5-(4-fenossi)-10,15,20-trifenilporfirinil]esil tiofene] P[T6Br-co-T6TPP] contenenti differenti quantità di porfirina, sono stati sintetizzati sia con metodi non regiospecifici che regiospecifici, con lo scopo di confrontarene le proprietà e di verificare se la strutture macromolecolare che presenta una regiochimica di sostituzione sempre uguale, promuove o meno il trasporto della carica elettrica, migliorando di conseguenza l'efficienza. E' stato inoltre effettuato un ulteriore confronto tra questi derivati e derivati simili P[T6H-co-T6TPP] che non contengono l'atomo di bromo in catena laterale con lo scopo di verificare se l'assenza del gruppo reattivo, migliora o meno la stabilità termica e chimica dei film polimerici, agendo favorevolmete sulle performance dei dispositivi fotovoltaici. Tutti i copolimeri sono stati caratterizzati con differenti tecniche: spettroscopia NMR, FT-IR e UV-Vis, analisi termiche DSC e TGA, e GPC. Le celle solari Bulk Heterojunction, preparate utilizzando PCBM come materiale elettron-accettore e i copolimeri come materilai elettron-donatori, sono state testate utilizzando un multimetro Keithley e il Solar Simulator.

Polimeri diretti in ambiente aleatorio

In questo elaborato viene studiato il comportamento asintotico di un polimero diretto in ambiente aleatorio (o disordine) al variare della temperatura e della dimensione in cui lo si considera. Si dimostra che quando d=1,2 il polimero si comporta in modo super diffusivo, ovvero la catena polimerica dispone i suoi monomeri lontano dall'origine per raggiungere zone in cui l'ambiente risulta maggiormente favorevole; al contrario, quando d è > o = 3, si verifica una transizione tra una fase diffusiva(valori alti della temperatura), in cui le traiettorie della catena si comportano, su larga scala, come un moto browniano, ed una fase super diffusiva(basse temperature).

Sintesi e caratterizzazione di polimeri anfifilici a struttura controllata mediante ATRP

Sono stati sintetizzati diversi copolimeri con struttura a blocchi o di tipo statistico aventi struttura e pesi medi molecolari controllati utilizzando polimerizzazioni radicaliche viventi (ATRP). Questi polimeri solitamente esibiscono proprietà superiori rispetto a polimeri con struttura non controllata e alta polidispersità. Alcuni dei polimeri sono stati ottenuti polimerizzando un monomero metacrilico sintetizzato tramite esterificazione di una miscela commerciale costituita da alcoli alifatici a diversa lunghezza di catena. Per fare ciò è stata studiata la polimerizzazione controllata di monomeri metacrilici a diverso peso molecolare, dimostrando che la reattività dipende dalla lunghezza della catena laterale. I nuovi copolimeri ottenuti sono stati caratterizzati tramite 1H-NMR, DSC, TGA, GPC ed IR.

Preparazione e proprietà di trasporto di gas di membrane a base di polimeri e nanoplatelets grafenici per la cattura di CO2 da processi energetici

Lo scopo di questo studio sperimentale è stato quello di determinare l’effetto dell’aggiunta di piccole quantità (1wt%) di grafene e ossido di grafene al poli(1-trimetilsilil-1-propino) (PTMSP). Il PTMSP è uno dei polimeri più promettenti per la separazione di gas tramite membrane polimeriche grazie al suo elevato volume libero (26%). Sono state studiate sia membrane spesse (60-180 micron) preparate per solvent casting che sottili (2-10 micron) preparate per spin coating supportate su un film poroso di polipropilene commerciale. L’ossido di grafene aumenta la permeabilità del PTMSP, mentre il grafene ha mostrato un comportamento variabile in funzione del protocollo di preparazione che è risultato dipendere fortemente dalla velocità di evaporazione del solvente. Le membrane così ottenute sono state testate al permeometro. È stata osservata una dipendenza della permeabilità in funzione dello spessore del film e del grado di invecchiamento. In particolare, la presenza di nanofiller riduce il grado di invecchiamento dei film di PTMSP. Nel caso specifico della coppia di gas permeanti He/CO2, i campioni hanno mostrato un comportamento intercambiabile di selettività all’He o alla CO2, modulabile in funzione della temperatura tra 30-60°C e del filler utilizzato.

Constitution and Specific Gravity of the Ternary Mattes Cu2S-Sb2S3-PbS

The constitution of the ternary mattes Cu2S PbS Sb2S3 has never been completely investigated nor has there been any attempt to draw the complete ternary diagram. The following work is intended to [be] a contribution towards completion of this diagram by determining the specific gravity of different mattes and by pointing out some which show peculiarities of structure.

Constitution and Specific Gravity of the Ternary Mattes Cu2S-FeS-PbS.

The constitution of the ternary mattes CU2S-FeS-PbS has never been completely investigated. Fulton and Goodner 1) have investigated the binary mattes CU2S-FeS, CU2S-PbS, PbSFeS and have shown that the three binaries show eutectics. There has been no attempt however to draw the complete ternary diagram. The following work is intended to be a contribution toward the completion of this diagram by first of all pointing out those mattes which separate on melting into two layers, and second by determining the specific gravities of mattes of different compositions.

Mode-locked diode-pumped vanadate lasers operated with PbS quantum dots

The use of glasses doped with PbS nanocrystals as intracavity saturable absorbers for passive Q-switching and mode locking of c-cut Nd:Gd0.7Y0.3VO4, Nd:YVO4, and Nd:GdVO4 lasers is investigated. Q-switching yields pulses as short as 35 ns with an average output power of 435 mW at a repetition rate of 6–12 kHz at a pump power of 5–6 W. Mode locking through a combination of PbS nanocrystals and a Kerr lens results in 1.4 ps long pulses with an average output power of 255 mW at a repetition rate of 100 MHz.

Improving 4D plan quality for PBS-based liver tumour treatments by combining online image guided beam gating with rescanning.

Pencil beam scanned (PBS) proton therapy has many advantages over conventional radiotherapy, but its effectiveness for treating mobile tumours remains questionable. Gating dose delivery to the breathing pattern is a well-developed method in conventional radiotherapy for mitigating tumour-motion, but its clinical efficiency for PBS proton therapy is not yet well documented. In this study, the dosimetric benefits and the treatment efficiency of beam gating for PBS proton therapy has been comprehensively evaluated. A series of dedicated 4D dose calculations (4DDC) have been performed on 9 different 4DCT(MRI) liver data sets, which give realistic 4DCT extracting motion information from 4DMRI. The value of 4DCT(MRI) is its capability of providing not only patient geometries and deformable breathing characteristics, but also includes variations in the breathing patterns between breathing cycles. In order to monitor target motion and derive a gating signal, we simulate time-resolved beams' eye view (BEV) x-ray images as an online motion surrogate. 4DDCs have been performed using three amplitude-based gating window sizes (10/5/3 mm) with motion surrogates derived from either pre-implanted fiducial markers or the diaphragm. In addition, gating has also been simulated in combination with up to 19 times rescanning using either volumetric or layered approaches. The quality of the resulting 4DDC plans has been quantified in terms of the plan homogeneity index (HI), total treatment time and duty cycle. Results show that neither beam gating nor rescanning alone can fully retrieve the plan homogeneity of the static reference plan. Especially for variable breathing patterns, reductions of the effective duty cycle to as low as 10% have been observed with the smallest gating rescanning window (3 mm), implying that gating on its own for such cases would result in much longer treatment times. In addition, when rescanning is applied on its own, large differences between volumetric and layered rescanning have been observed as a function of increasing number of re-scans. However, once gating and rescanning is combined, HI to within 2% of the static plan could be achieved in the clinical target volume, with only moderately prolonged treatment times, irrespective of the rescanning strategy used. Moreover, these results are independent of the motion surrogate used. In conclusion, our results suggest image guided beam gating, combined with rescanning, is a feasible, effective and efficient motion mitigation approach for PBS-based liver tumour treatments.

Analisi tramite simulazione fem del processo di stampaggio ad iniezione di un componente automotive in polimero termoplastico

Nel presente elaborato vengono esposti in maniera esaustiva il processo di stampaggio ad iniezione dei polimeri termoplastici, la simulazione del processo mediante il codice fem fino ad arrivare alla simulazione con il software Autodesk® Simulation Moldflow® di un componente automotive. In particolare viene analizzato tramite simulazione fem il processo di stampaggio ad iniezione dell’asta di spinta del comando frizione in PA66 GF50 evidenziando la previsione dell’orientazione delle fibre di rinforzo.

A PbS quantum-cube: conducting polymer composite for photovoltaic applications

We have developed a new non-polar synthesis for lead sulfide (PbS) quantum-cubes in the conjugated polymer poly-2-methoxy, 5-(2-ethyl-hexyloxy-p-phenylenevinylene) MEH-PPV. The conducting polymer acts to template and control the quantum-cube growth. Transmission electron microscopy of the composites has shown a bimodal distribution of cube sizes between 5 and 15 nm is produced with broad optical absorption from 300 to 650 nm. Photoluminescence suggests electronic coupling between the cubes and the conducting polymer matrix. The synthesis and initial characterization are presented in this paper. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evidence for energy relaxation via a radiative cascade in surface-passivated PbS quantum dots

Multiple emission peaks have been observed from surface passivated PbS nanocrystals displaying strong quantum confinement. The emission spectra are shown to be strongly dependent on the excited-state parity. We also find that intraband energy relaxation from initial states excited far above the band-edge is nearly three orders of magnitude slower than that found in other nanocrystal quantum dots, providing evidence of inefficient energy relaxation via phonon emission. The initial-state parity dependence of the photoluminescent emission properties suggests that energy relaxation from the higher excited states occurs via a radiative cascade, analogous to energy relaxation in atomic systems. Such radiative cascade emission is possible from ideal zero-dimensional semiconductors, where electronic transitions can be decoupled from phonon modes.

Direct observation of mixed-parity excited states in surface-passivated PbS nanocrystals

Photoluminescent emission is observed from surface-passivated PbS nanocrystals following the two-photon excitation of high-energy excitonic states. The emission appears directly at the excitation energy with no detectable Stokes-shift for a wide range of excitation energies. The observation of direct emission from states excited by two-photon absorption indicates that the parity of the excited states of surface-passivated PbS nanocrystals is partially mixed.