Insegnamento TECNICHE E METODI PER LA CARATTERIZZAZIONE MICROSCOPICA DI MATERIALI
- Corso
- Scienze chimiche
- Codice insegnamento
- 55A00806
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Loredana Latterini
- Docenti
-
- Loredana Latterini
- Ore
- 42 ore - Loredana Latterini
- CFU
- 6
- Regolamento
- Coorte 2019
- Erogato
- 2020/21
- Attività
- Affine/integrativa
- Ambito
- Attività formative affini o integrative
- Settore
- CHIM/02
- Tipo insegnamento
- Opzionale (Optional)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- Inglese
- Contenuti
- Concetti base di microscopia: risoluzione spaziale, ingrandimento. Descrizione delle principali tecniche e strumentazione di microscopia ottica, elettronica e a scansione di sonda. Applicazioni delle microscopie alla caratterizzazione morfologica e strutturale di campioni micro- e nanostrutturati in diversi ambiti scientifici.
- Testi di riferimento
- - Dispense e slide del corso fornite dal docente;
- Per un elenco aggiornato di testi e pubblicazioni scientifiche consigliati per il corso, rivolgersi al docente. - Obiettivi formativi
- Il corso ha lo scopo di introdurre lo studente ai principi teorici e pratici che stanno alla base delle varie tecniche microscopiche. Tali conoscenze permetteranno allo studente di saper interpretare in maniera critica i dati morfologici e strutturali di campioni nano- e microstrutturati acquisiti attraverso le microscopie ottiche ed elettroniche.
Le principali conoscenze che lo studente acquisirà al termine del concorso sono:
- Conoscenza delle definizioni di risoluzione utilizzate in microscopia;
- Conoscenza dei principi di base della microscopia ottica e degli elementi che costituiscono un microscopio ottico;
- Conoscenza dei principi di base della microscopia elettronica e degli elementi che costituiscono un microscopio elettronico;
- Conoscenze dei tipi di sonda utilizzati in microscopia a scansione e degli elementi che costituiscono un microscopio a scansione di sonda;
- Conoscenza delle procedure usate per l’acquisizione e la trattazione di dati di microscopia;
- Conoscenza di metodologie avanzate per migliorare la risoluzione delle tecniche microscopiche.
Le principali abilità (cioè la capacità di applicare le conoscenze acquisite) che lo studente svilupperà al termine del corso sono:
- Saper riconoscere i vantaggi e i limiti dell’utilizzo di ciascuna delle tecniche microscopiche trattate;
- Essere in grado di scegliere la tecnica microscopica più adatta all’analisi di campioni nanostrutturati reali;
- Essere in grado di ottenere informazioni sulle proprietà chimiche, ottiche, morfologiche e strutturali di un campione attraverso l’analisi microscopica;
- Saper interpretare correttamente i dati acquisiti attraverso microscopi ottici, elettronici e a scansione di sonda. - Prerequisiti
- Un' ottima padronanza dei fondamenti di spettroscopia (interazione luce-materia, fenomeni di assorbimento ed emissione di luce) e una conoscenza di base delle proprietà chimiche e fisiche di materiali nanostrutturati sono requisiti importanti per la comprensione degli argomenti trattati a lezione.
- Metodi didattici
- Lezioni frontali con ausilio di slide. Una parte delle lezioni sarà dedicata ad un ulteriore approfondimento delle tematiche svolte durante il corso e alla visita dei microscopi utilizzati nel nostro dipartimento.
- Altre informazioni
- Modalità di verifica dell'apprendimento
- La verifica delle conoscenze acquisite avverrà mediante un colloquio finalizzato ad accertare il livello di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti indicati nel programma. Inoltre tale prova orale servirà anche a verificare che lo studente abbia acquisito gli strumenti teorici e pratici forniti al fine di poter acquisire ed analizzare dati microscopici di campioni micro- e nanostrutturati. La prova orale avrà anche lo scopo di giudicare le proprietà di linguaggio specifico dell'insegnamento ed organizzazione dell'esposizione raggiunte dello studente.
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
- Il programma del corso è articolato nel modo seguente:
- Introduzione alle tecniche di indagine chimica e molecolare attraverso un microscopio.
- Definizione di risoluzione spaziale laterale ed assiale.
- TECNICHE DI MICROSCOPIA OTTICA: Definizione di ingrandimento; elementi ottici usati per ingrandire un’immagine; costruzione di immagini attraverso luce trasmessa, emessa, riflessa o diffusa dal campione; metodi di rivelazione di fotoni; tecniche per migliorare la risoluzione spaziale: microscopia confocale in fluorescenza, eccitazione multifotonica, emissione stimolata, misure risolte nel tempo. Rivelazione della singola molecola.
- MICROSCOPIE ELETTRONICHE: interazioni di un fascio di elettroni con la materia nano e/o micro-strutturata; metodi di rivelazione degli elettroni per la costruzione di immagini; microscopia elettronica a scansione; microscopia elettronica a trasmissione; analisi elementare e strutturale.
- MICROSCOPIE A SCANSIONE CON SONDA: principi di funzionamento basato su circuito di feedback e concetto di ingrandimento digitale; tipologie di sonde e misurazione delle interazioni sonda-campione; Microscopia a scansione di tunneling (STM); Microscopia a forza atomica (AFM); Microscopia ottica a scansione nel campo vicino (SNOM); determinazione delle forze d’interazione superficiale; spettroscopia di forza.
- ACQUISIZIONE DELLE IMMAGINI E TRATTAMENTO DEI DATI: Processo di conversione dei dati in formato digitale; condizioni sperimentali per ottimizzare il rapporto segnale-rumore; metodi di deconvoluzione degli effetti strumentali.
- APPLICAZIONI ANALITICHE, STRUTTURALI E MORFOLOGICHE DELLE TECNICHE DI MICROSCOPIA: vantaggi e limitazioni delle diverse tecniche per lo studio di campioni nano e/o micro-strutturati; descrizione di numerosi esempi di utilizzo delle tecniche microscopiche nella risoluzione di problematiche nei settori della scienza dei materiali, dei beni culturali, della bio-medicina, etc...