FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi Titolare: Prof. Pierluigi Reschiglian CORSO OPZIONALE LM FOTOCHIMICA E MATERIALI MOLECOLARI Formazione di Provenienza Studenti: - Triennale Chimica - Triennale Chimica dei Materiali Crediti Formativi: - 4 lezioni frontali (32 ore)

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi Contenuti Sistemi dispersi: definizioni e cenni storici, l'importanza dei sistemi dispersi in natura. Principi di chimica-fisica dei sistemi dispersi: stabilità delle dispersioni, interazioni di superficie e intraparticellari, forze elettrostatiche e chimica superficiale, proprietà cinetiche e moto browniano. L'analisi di distribuzione dimensionale e morfologica di campioni dispersi. Principi delle tecniche analitiche e relativi metodi per la loro applicazione all analisi di campioni dispersi. Microscopia, Metodi ottici, Coulter counter, Tecniche separative.

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi I Sistemi Colloidali: Proprietà e Caratteristiche di Nano e Micro Sistemi Dispersi Spuma Sangue Latte Vernici Nebbia

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi What is light scattering? In nature… blue sky and white clouds red sunset Son is very good, indeed! Theoreticals first described by Lord Rayleigh 1871

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi DispersiMALS Incident light photodiodes Transmitted light

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi Metodi danalisi per la determinazione della distribuzione dimensionale e morfologica di campioni dispersi Microscopio Elettronico ESZ

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi Size/shape characterization by F4-MALS MALS r g or RMS – mass average (root mean square) distance of each point in a molecule from the molecule center of gravity. lower limit 10nm F4 r h or Hydrodynamic radius – radius of a sphere with the same diffusion coefficient of the sample. lower limit 1nm

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Legame covalente del fluoroforo via SiOEt 3 Nanoparticelle quali 3D scaffold per il fluoroforo Energy transfer tra le unità di fluoroforo Nanosensori FRET Purificazione dal fluoroforo non legato Fluoroforo è legato alla matrice Size sorting

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi OLIGOTHIOPHENE-SILICA NPs (TF-SiO2 NPs) EXPERIMENTAL CONDITIONS Vc: 0.65 ml/min Vx: 0.15 ml/min MOBILE PHASE: 50:50 H20/EtOH CHANNEL GEOMETRY THICKNESS: 250 µm LENGHT: 24 cm MEMBRANE Reg. Cell 10 kDa Thiophenes are molecular dyes characterized by high chemical and optical stability and bright emission over the entire visible range Silica nanoparticles (SiO 2 NPs) are water soluble, biocompatible and easy to functionalize with biomolecules.

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi Free TFs NPs BLUE and GREEN TF-SiO2 NPs FLUORESCENCE SIGNAL ex : 325 nm, em : 500 nm) Free TFs Ti-SiO2 NPs

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi COATED GOLD NPs (GNPs) G Schneider, G Decher Nano Letters (2006), 6, Poly Allylamine Hydrochloride (PAH) Sodium Polystyrene Sulfonate (PSS) Vc: 0.5ml/min Vx: ml/min in 20 min MOBILE PHASE: NaCl 10mM CHANNEL GEOMETRY THICKNESS: m LENGHT: 24 cm MEMBRANE Reg. Cell 10 kDa EXPERIMENTAL CONDITIONS d=15 nm MW 15 kDa MW 4.3 kDa

FACOLTA DI SCIENZE FF MM NN – ANALISI DI NANO E MICROSISTEMI DISPERSI Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi GNP(PAH-PSS) NPs free polyelectrolyte (PSS) NPs free polyelectrolyte (PAH) GNP(PAH-PSS-PAH) UV (230 nm) MALS (LS 90°) 530 nm Time Wavelength Absorbance GNP(PAH-PSS) d = nm GNP(PAH-PSS-PAH) d = nm 15 nm 1-2 nm TEM 10 nm - 30 nm 10 nm - 55 nm