Conoscenze di base in Fisica della Materia.

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• Aspetti fenomenologici generali della transizione vetrosa. Termodinamica della nucleazione cristallina omogenea in fase liquida.
• Deformazioni nei sistemi viscosi ed elastici ideali in presenza di sforzi di taglio. Comportamento viscoelastico. Grafico di Angell per liquidi a basso peso molecolare. Indice di fragilita'. Glassformers forti e fragili. Correlazione tra fragilita' e variazione di calore specifico alla transizione vetrosa.
• Legge di Vogel-Fulcher-Tammann ( o di William-Landel-Ferry ) per la dipendenza dalla temperatura della viscosita' nei glassformers a basso peso molecolare. Andamento in temperatura dello spostamento quadratico medio di una molecola in prossimita' della transizione vetrosa. Concetto di gabbia.
• Tempo di rilassamento strutturale e di Maxwell: definizioni e dipendenza dal peso molecolare. Valutazione delle dimensioni delle regioni di riarrangiamento cooperativo. Grafico di Angell per sistemi a peso molecolare arbitrario. Relazione empirica tra temperatura di transizione vetrosa e temperatura di fusione. Criterio di Lindemann per la fusione dei cristalli e sua estensione alla transizione vetrosa
• Correlazioni tra dinamica vibrazionale e di rilassamento. Dipendenza della temperatura di transizione vetrosa dalla velocita' di raffreddamento e di riscaldamento. Cenni sulle transizioni di fase del primo e del secondo ordine. Rapporto di Prigogine-Defay. Impossibilita' di descrivere la transizione vetrosa come transizione di fase del secondo ordine.
• Concetto di volume libero: problematicita' nella sua definizione. Definizione operativa. Dipendenza dalla temperatura. Descrizione della transizione vetrosa come fenomeno di diminuzione del volume libero. Modello a volume libero della transizione vetrosa: derivazione della equazione di Doolittle e dell'equazione di Vogel-Fulcher.
• Paradosso di Kauzmann per l'entropia nei sistemi fragili. Temperatura di Kauzmann. Transizione vetrosa ideale. Esempio di situazione in cui S_liquido < S_cristallo: il fenomeno della fusione inversa. Regioni a riarrangiamento cooperativo nei vetri fragili e loro contributo all'entropia configurazionale.
• Rilassamento strutturale ed entropia configurazionale: modello di Adam-Gibbs. Predizioni del modello di Adam-Gibbs: confronto delle temperature di Kauzmann e di Vogel. Materiali polimerici: nozioni di configurazione e conformazione: tatticita', omopolimeri, copolimeri, polimeri a stella, a pettine, a rete , dendrimeri, strutture supramolecolari.
• Polimeri amorfi e semicristallini: principali proprieta' fisiche. Richiami sul moto browniano ideale e autoevitante. Modello a giunti flessibili per polimeri lineari: analogie con il moto browniano. Condizioni di idealita' e effetti di volume escluso.
• Origine entropica dell' elasticita' nei polimeri ad alta flessibilita. Effetto Guch-Joule. Entropia di una singola catena polimerica e suo calcolo secondo il modello a giunti flessibili. Costante elastica. Cenni sulle proprieta' conformazionali nei fusi polimerici e nelle soluzioni polimeriche. Solventi buoni e cattivi. Temperatura teta.
• Problema del volume escluso nelle soluzioni polimeriche. Ruolo delle interazioni binarie. Espansione del viriale per l'energia interna. Derivazione di Flory per la distanza testa-coda di una catena polimerica in un buon solvente.

P.G. Debenedetti, Metastable Liquids (Princeton University Press, Princeton, 1996),

M. Rubinstein, R.H. Colby, Polymer Physics (Oxford University Press, Oxford, 2003)

Nessuna

Esame finale orale attraverso colloquio.