Struttura amorfa

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July 1, 2022

La struttura amorfa descrive le sostanze che mancano di una posizione ordinata degli atomi della sostanza. Nelle scienze naturali, la parola è usata per i solidi (organici o inorganici) che non hanno un ordine remoto, al contrario dei materiali cristallini che hanno un ordine remoto. L'ambiente locale, d'altra parte, può essere organizzato e spesso assomiglia all'equivalente cristallino, un esempio di questo è il vetro di quarzo dove l'atomo di silicio è sempre circondato da quattro atomi di ossigeno e l'atomo di ossigeno è sempre circondato da due atomi di silicio così come in quarzo cristallino. Un esempio di sostanza amorfa è il legno carbonizzato, il carbone di legna, che si verifica quando si riscalda la cellulosa, ad esempio pezzi di legno, senza ossigeno.Caratteristica delle sostanze amorfe è che mancano di un punto di fusione specifico. Quando riscaldata, una sostanza come il vetro diventa più morbida all'interno di un intervallo di fusione intorno alla temperatura del vetro per diventare liquida. Il riscaldamento può anche causare la cristallizzazione del materiale amorfo.

Farmaci amorfi

Nei farmaci in cui il principio attivo è in forma solida (es. compresse) è generalmente cristallino. La forma cristallina ha spesso diversi vantaggi rispetto a una forma amorfa. Innanzitutto, la forma è ben definita rispetto al punto di fusione, al pattern cristallografico a raggi X, agli spettri IR con diverse caratteristiche dei solidi. Inoltre, il materiale cristallino ha spesso buone proprietà per essere compresso in compresse e alla fine la stabilità è spesso buona se è stata scelta una forma cristallina stabile. Tuttavia, ci sono alcune situazioni in cui può essere utile scegliere una forma amorfa. Se una sostanza monofarmaco è poco solubile in forma cristallina, la solubilità può essere migliore in un materiale amorfo. La cristallizzazione dà una struttura con legami più forti tra le molecole costituenti rispetto alla struttura in un materiale amorfo disordinato. Ciò significa che è necessaria meno energia per rompere i legami del materiale amorfo quando deve andare in soluzione e quindi la solubilità aumenta. Per alcune sostanze farmacologiche, questo può essere cruciale per poter produrre un farmaco che può essere assunto per via orale. Quello che può essere un problema con un farmaco con una tale sostanza amorfa è che si deve impedire alla sostanza amorfa di cristallizzare in tutto o in parte durante la durata di conservazione del farmaco, poiché ciò può portare il paziente a non avere l'effetto. Un modo per evitare ciò potrebbe essere quello di mescolare la sostanza farmacologica con ad es. un polimero quando viene preparata la forma amorfa. Ciò riduce notevolmente il rischio di cristallizzazione. Nel trattamento del diabete, l'insulina zinco amorfa è stata a lungo utilizzata in miscela con l'insulina zinco cristallina per adattare la durata dell'effetto dell'insulina dopo un'iniezione di una sospensione di insulina zinco. L'insulina amorfa si dissolve più velocemente di quella cristallina e variando le proporzioni si possono controllare le proprietà.

Metallo amorfo

Il materiale del metallo amorfo manca di una struttura atomica ordinata, che è in contrasto con la maggior parte dei metalli che di solito hanno una struttura cristallina. I metalli con struttura amorfa si verificano quando il metallo cambia rapidamente dalla forma liquida a quella solida, solitamente per rapido raffreddamento. Per molto tempo si è ritenuto quasi impossibile creare una struttura amorfa in metalli, dove il gallio era il metallo con cui ci si avvicinava di più. Lo sviluppo principale di questi materiali è iniziato solo negli anni '60, e ora (2020) ci sono molti vetri metallici con aree di applicazione come nuclei ferromagnetici e rivestimenti con buone proprietà meccaniche. Nel 2012 è stato possibile sviluppare una struttura amorfa in materiale a base di ferro in uno studio presso la Mid Sweden University.Altri nomi per il metallo amorfo sono anche metallo vetro o vetro metallo. I metalli amorfi sono metastabili. Non è quindi lo stato energeticamente più vantaggioso, quindi nel trattamento termico il vetro metallico può trasformarsi in una struttura cristallina.

Etimologia

La parola amorfo deriva dal greco amorfo