Insegnamento SISTEMI NANOSTRUTTURATI

Nome del corso Scienze chimiche
Codice insegnamento GP004039
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Loredana Latterini
Docenti
  • Loredana Latterini - Didattica Ufficiale
Ore
  • 47 ore - Didattica Ufficiale - Loredana Latterini
CFU 6
Regolamento Coorte 2020
Erogato Erogato nel 2020/21
Erogato altro regolamento
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline chimiche inorganiche e chimico-fisiche
Settore CHIM/02
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti Metodi di sintesi di materiali nanostrutturati; Relazione tra proprietà chimico-fisiche e dimensioni dei materiali; Metodi di caratterizzazione dimensionale, strutturale ed elettronica di nanomateriali.
Testi di riferimento G. Cao, “Nanostructures & Nanomaterials” - Synthesis, Properties & Applications, Imperial College Press 2004
J.Z. Zhang
Obiettivi formativi Seguendo regolarmente e con profitto il corso lo studente acquisirà:
- conoscenza dei principi che determinano le proprietà chimiche e fisiche di materiali nanostrutturati;
- conoscenza dei principi chimici su cui si basano i metodi per sintetizzare materiali nanostrutturati;
- conoscenza degli effetti dimensionali e di superficie sulle proprietà chimiche dei nanomateriali
- conoscenza dei metodi di caratterizzazione dimensionale e strutturale dei nanomateriali;

- capacità di razionalizzare i fenomeni di interesse e saperli descrivere su basi quantitative, usando i principi ed i modelli fondamentali acquisiti;
- capacità di individuare il metodo e le condizioni sperimentali opportuni per preparare materiali nanostrutturati di composizione e dimensione definita;
- capacità di selezionare la più opportuna tecnica analitica in funzione della natura dell’oggetto o del materiale da caratterizzare
- capacità di usare un linguaggio tecnico-scientifico adeguato alle problematiche trattate.
Prerequisiti Al fine di poter comprendere i contenuti concettuali e saper affrontare il corso lo studente deve possedere conoscenze di
- Descrizione termodinamica di processi in soluzione in condizioni omegenee ed eterogenee; Equazioni cinetiche in soluzioni omegenee ed eterogenee.
- Legami chimici; modello degli orbitali molecolari.
- Modello dell'atomo idrogenoide.
Metodi didattici Il corso è organizzato in due parti:
La prima parte consiste in lezioni frontali (per un totale di 5 CFU) svolte in aula su tutti gli argomenti del corso con l'ausilio di dispositivi video.
La seconda fase consiste in esercitazioni pratiche (per un totale di 1 CFU) della durata di quattro ore ciascuna. Gli studenti saranno divisi in gruppi (massimo tre studenti per gruppo) ed eseguiranno le esperienze pratiche riguardanti la progettazione del metodo preparativo di nanomateriali e la definizione del metodo di analisi dimensionale ed elettronico più appropriato.
Altre informazioni
Modalità di verifica dell'apprendimento La valutazione viene condotta mediante una prova orale, che consiste in una discussione della durata di circa 40-45 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e la capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma.
La prova orale deve consentire inoltre di verificare la capacità comunicative dello studente con linguaggio tecnico scientifico adequato alle tematiche trattate; durante la verifica viene anche valutata la capacità di applicare i concetti teorici ad esercitazioni numeriche o pratiche svolte in laboratorio .

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso Programma:
- Introduzione ai materiali nanostrutturati, relazione tra dimensionalità e proprietà chimiche e fisiche.
- Definizione di nanoparticelle come materiali zero-dimensionati; materiali zero-dimensionati in sospensioni colloidali.
- Sintesi di nanoparticelle mediante metodi chimici. Termodinamica del processo di nucleazione in soluzioni omogenee e del processo di crescita. Fattori che influenzano la cinetica di crescita di nuclei stabili.
- Sintesi di nanoparticelle colloidali; procedure basate sul controllo dell'equilibrio termodinamico del processo di nucleazione dei precursori e crescita di nanoparticelle; metodi basati sul controllo cinetico della crescita in ambienti confinati; terminazione del processo di crescita.
- Sintesi di nanoparticelle metalliche, nanoparticelle di semiconduttori; nanoparticelle di ossidi di semiconduttori; nanoparticelle organiche; nanomateriali ibridi.
- Metodi di caratterizzazione morfologica e dimensionale: microscopia elettronica a scansione e a trasmissione.
- Metodi di caratterizzazione dimensionale, strutturale ed elettronica mediante tecniche di microscopia a scansione: Microscopia a scansione di tunnelling e microscopia a forza atomica.
- Metodi di manipolazione chimica della superficie di nanoparticelle; procedure di passivazione o funzionalizzazione superficiale.
- Metodi di caratterizzazione superficiale; misure di DLS; potenziale Z e XPS.
- Applicazioni di materiali nanostrutturati.