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Tesi etd-09012010-120933


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
CANTATORE, VALENTINA
URN
etd-09012010-120933
Title
Un modello per il fenomeno della foto-orientazione, con applicazione alla fotoisomerizzazione dell'azobenzene
Struttura
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
CHIMICA
Supervisors
relatore Prof. Persico, Maurizio
controrelatore Prof. Tani, Alessandro
Parole chiave
  • azobenzene
  • fotoisomerizzazione
  • foto-orientazione
  • dinamica molecolare
Data inizio appello
28/09/2010;
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
28/09/2050
Riassunto analitico
Lo scopo generale del mio lavoro di tesi è investigare computazionalmente il processo di
orientazione che subisce un campione di molecole di azobenzene non interagenti tra loro, poste in
un solvente viscoso ed eccitate con luce polarizzata linearmente. Si tratta quindi di studiare la
cinetica ed il meccanismo della foto­orientazione nel caso più semplice. Le simulazioni della
cinetica utilizzano i risultati di simulazioni più dettagliate, a livello di singola molecola, che si
concentrano sui processi di eccitazione, decadimento non radiativo e rilassamento geometrico. Si
tratta di simulazioni di dinamica molecolare che forniscono dati sulla distribuzione di orientazioni
ottenuta dopo il ritorno allo stato fondamentale e l'eventuale isomerizzazione.
Per simulare la cinetica della foto­orientazione con il gruppo di ricerca abbiamo elaborato un
modello stocastico, che rappresenta il comportamento di un gran numero di molecole mediante
scelte casuali riguardanti ogni singola molecola. Questo modello consente quindi di passare dai
tempi e dimensioni molecolari a quelli mesoscopici (milioni di molecole), cioè di risolvere un tipico
problema “multiscala”, sia pure ad un livello piuttosto semplice.
In particolare ho studiato la foto­orientazione di azobenzene dovuta ad eccitazione nella banda π →
π* , dove si ha l'assorbimento più intenso e rapporti di coefficienti d'estinzione ε_trans/ε_cis
variabili a piacimento scegliendo la lunghezza d'onda. Ho preventivamente realizzato simulazioni di dinamica molecolare per l'azobenzene nella banda
π → π* , in tre ambienti diversi a scopo di confronto: nel vuoto, in metanolo ed in glicol etilenico.
Lo studio della cinetica di foto­orientazione è basato sui risultati della dinamica di una singola
molecola di azobenzene in glicol etilenico. Tutto questo è stato fatto per determinare le condizioni
sperimentali adatte per osservare il fenomeno di foto­orientazione in un solvente moderatamente
viscoso come il glicol etilenico a temperatura ambiente. Inoltre, è stata verificata l'importanza della
reazione di fotoisomerizzazione nel rendere più efficace il processo di orientazione, e sono stati
distinti i contributi dei due isomeri all'anisotropia misurabile otticamente.

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