Insegnamento FEMTOCHIMICA
- Corso
- Scienze chimiche
- Codice insegnamento
- GP000986
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Benedetta Carlotti
- Docenti
-
- Benedetta Carlotti
- Ore
- 42 ore - Benedetta Carlotti
- CFU
- 6
- Regolamento
- Coorte 2020
- Erogato
- 2021/22
- Attività
- Affine/integrativa
- Ambito
- Attività formative affini o integrative
- Settore
- CHIM/02
- Tipo insegnamento
- Opzionale (Optional)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- ITALIANO
- Contenuti
- Concetti base di Ottica Non Lineare e Fotofisica. Descrizione delle principali tecniche spettroscopiche con risoluzione al femtosecondo in assorbimento e in emissione. Studio di processi ultraveloci di disattivazione degli stati elettronici eccitati (trasferimenti di carica, di energia, di protone, reazioni fotochimiche) in composti organici di varia natura (Femtochimica) e in macromolecole biologiche (Femtobiologia).
- Testi di riferimento
- Obiettivi formativi
- Lo studente acquisirà familiarità con i più importanti concetti di Femtochimica e conoscenza riguardo alle avanzate tecniche spettroscopiche impiegate per lo studio di processi ultraveloci.
- Prerequisiti
- Al fine di comprendere gli argomenti affrontati nell’insegnamento sono necessarie conoscenze di base di Spettroscopia Molecolare e di Cinetica. Questi concetti verranno comunque trattati in alcune lezioni previste all’inizio del corso di Femtochimica.
- Metodi didattici
- Lezioni frontali in aula con proiezioni di diapositive. Alcune lezioni saranno dedicate all'approfondimento delle tematiche affrontate, altre alla visita del laboratorio di spettroscopia ultraveloce del nostro dipartimento.
- Altre informazioni
- E' prevista attività di tutoraggio durante lo svolgimento del corso e successivamente per gli studenti che ne faranno richiesta per aiutarli nella preparazione dell'esame. Gli orari di ricevimento studenti sono disponibili nel sito personale del docente.
- Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’esame prevede una prova orale. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti indicati nel programma. La prova orale servirà anche a verificare le capacità di comunicazione dello studente con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione.
- Programma esteso
- Concetti di ottica. La luce e la sua propagazione nel vuoto e in un dielettrico. Processi non lineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica e di frequenze somma/differenza. Processi non lineari del terzo ordine: generazione di luce bianca e assorbimento a due fotoni. Impulsi di luce: dispersione.
Concetti di fotofisica e fotochimica. Assorbimento di luce e disattivazione di stati elettronici eccitati: tempi associati ai processi. Solvatazione. Polarizzazione e orientazione molecolare. Trasferimento di energia. Trasferimento di elettrone.
Tecniche spettroscopiche ultraveloci. Assorbimento transiente nell’ultravioletto-visibile. Up-conversion di fluorescenza: esempi di apparati sperimentali broadband e con risoluzione temporale molto spinta. Assorbimento transiente nell’infrarosso. Spettroscopia infrarossa bidimensionale. Spettroscopia di fluorescenza eccitata a due fotoni. Spettroscopia di generazione di seconda armonica di superficie.
Femtochimica. Trasferimento di carica intramolecolare fotoindotto in sistemi push-pull: dinamica degli stati eccitati; effetti della polarità e della viscosità del solvente. Trasferimento di carica bimolecolare fotoindotto: accoppiamento elettronico e solvatazione; esempi in materiali per il fotovoltaico organico. Trasferimento di energia in sistemi multicromoforici. Trasferimento di protone intramolecolare e intermolecolare allo stato eccitato: fotoacidi e fotobasi. Dinamica degli stati eccitati di molecole sonda all’interfase tra due liquidi. Proprietà di assorbimento a due fotoni di fluorofori, sistemi per la terapia fotodinamica del cancro e iniziatori per la microfabbricazione.
Femtobiologia. Isomerizzazione cis-trans nella visione: un esempio di reazione fotochimica ultraveloce. La spettroscopia ultraveloce nello studio della dinamica di DNA e proteine.