Analisi di forma e dimensione di nanoparticelle di TiO2 con metodi diffrattometrici

At nanometric scales, the characteristics and properties of materials are no longer determined solely by their chemical composition and crystalline structure, but the shape and size of the nanoparticles that compose them also play an important role. Therefore, the control of these parameters becomes crucial to optimize the properties of nanomaterials for specific practical applications. For this reason, the thesis aims to study a method for characterizing the morphology of nanoparticles based on the use of X-ray diffraction. This approach has the advantage of ensuring a better statistical representativeness of the sample under examination compared to other frequently used methods, such as electron microscopy. In particular, through the use of the "Debussy" software which implements the Debye equation, the X-ray diffraction patterns of different titanium dioxide (TiO2) nanoparticle samples were analyzed trying to reconstruct their morphology and size distribution. Then, the results of the analysis were compared with the data obtained with other independent characterization techniques.

A scale nanometriche, le caratteristiche e le proprietà dei materiali non sono più regolate solamente dalla loro composizione chimica e struttura cristallina, ma giocano un ruolo importante anche la forma e la dimensione delle nanoparticelle che li compongono. Il controllo di questi parametri diventa, quindi, cruciale per ottimizzare le proprietà dei nanomateriali per specifiche applicazioni pratiche. Per questo motivo la tesi si ripropone di studiare un metodo di caratterizzazione della morfologia di nanoparticelle basato sull'utilizzo della diffrazione a raggi X. Questo approccio presenta il vantaggio di garantire una migliore rappresentatività statistica del campione in esame rispetto ad altri metodi frequentemente impiegati, come la microscopia elettronica. In particolare, attraverso l'utilizzo del software “Debussy” che implementa l'equazione di Debye, si sono analizzati i diffrattogrammi di diversi campioni di nanoparticelle di biossido di titanio (TiO2) cercando di ricostruire la loro morfologia e distribuzione in dimensioni. I risultati dell'analisi sono stati, quindi, confrontati con i dati ottenuti con altre tecniche di caratterizzazione indipendenti.