Insegnamento SISTEMI NANOSTRUTTURATI
- Corso
- Scienze chimiche
- Codice insegnamento
- GP004039
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Loredana Latterini
- Docenti
-
- Loredana Latterini
- Ore
- 47 ore - Loredana Latterini
- CFU
- 6
- Regolamento
- Coorte 2022
- Erogato
- 2022/23
- 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 adeguato 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.