• micelle vermiformi (wormlike micelles)
• oleato di sodio (sodium oleate)
• sistemi micellari (micellar systems)
• studio NMR (NMR study)

In questa tesi sono state studiate le proprietà di fase e la dinamica molecolare di fluidi viscoelastici a base acquosa, composti da un surfattante anionico, l’oleato di sodio, in presenza o meno del sale inorganico KCl, attraverso tecniche spettroscopiche di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) e rilassometria Fast Field Cycling NMR (FFC NMR). Questi sistemi, addizionati di KCl mostrano interessanti proprietà reologiche, che li rendono attraenti da un punto di vista applicativo, ad esempio come fluidi fratturanti ecocompatibili. La caratterizzazione delle loro proprietà strutturali e dinamiche su scala molecolare e nanometrica, ad oggi molto limitata, può essere efficacemente raggiunta attraverso un’opportuna combinazione di NMR multinucleare e FFC NMR.
In questa tesi sono stati studiati campioni a diversa composizione, corrispondenti a fasi isotrope di micelle sferiche, cilindriche e wormlike, al variare della temperatura. Sono state effettuate analisi spettroscopiche mediante tecniche complementari di spettroscopia NMR allo Stato Solido e in soluzione, sfruttando diversi nuclei NMR-attivi: 1H, 13C, 2H, 23Na per campioni preparati in acqua deuterata. Rispettivamente mediante NMR a basso campo e FFC NMR sono stati quindi misurati i tempi di rilassamento spin-spin T2 e spin-reticolo T1 dei nuclei 1H al variare della composizione e della temperatura. L’analisi dei tempi di rilassamento mediante opportuni modelli ha permesso di identificare e caratterizzare i moti interni agli aggregati micellari e degli aggregati stessi.
L’insieme dei risultati ottenuti ha permesso di comprendere i cambiamenti strutturali e dinamici degli aggregati micellari corrispondenti alle diverse proprietà reologiche.

In this master thesis the phase properties and molecular dynamics of viscoelastic aqueous fluids, composed by an anionic eco-friendly surfactant, sodium oleate, with or without the inorganic salt KCl, have been investigated and characterized combining Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy and and Fast-Field Cycling NMR (FFC NMR) relaxometry. These systems, with the addition of KCl, show interesting rheological properties, which make them attractive for several applications, for example as environmentally friendly fracturing fluids. The characterization of their structural and dynamic properties on a molecular and nanometric scale, currently very limited, can be effectively achieved through an appropriate combination of multinuclear NMR and FFC NMR.
In this thesis, samples with different compositions were studied, corresponding to isotropic phases of spherical, cylindrical and wormlike micelles, at variable temperature.
Spectroscopic analyses were carried out using complementary techniques of solid state and solution NMR, exploiting different NMR-active nuclei: 1H, 13C, 2H, 23Na for samples prepared in deuterated water. The spin-spin T2 and spin-lattice T1 relaxation times of 1H nuclei were then measured by low-field NMR and FFC NMR techniques, respectively, for different compositions and temperatures. The analysis of relaxation times through suitable models has allowed us to identify and characterize the internal motions of the micellar aggregates and the motions of the whole aggregates.
The results obtained made it possible to understand the structural and dynamic changes of the micellar aggregates corresponding to the different observed rheological properties.