CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI II E LABORATORIO

Obiettivi formativi

• CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI II

  L’obiettivo del corso è quello di sviluppare nello studente l’attitudine alla progettazione, sintesi e studio dei materiali inorganici. A tale scopo è fornita un’ampia panoramica delle metodologie di sintesi tradizionali di materiali inorganici policristallini e cristalli singoli. Particolare interesse è rivolto alle metodologie avanzate per la funzionalizzazione di substrati inorganici ed alle tecniche per la loro caratterizzazione.

• LABORATORIO

  L’obiettivo del corso è quello di sviluppare nello studente l’attitudine alla progettazione, sintesi e studio dei materiali inorganici. A tale scopo è fornita un’ampia panoramica delle metodologie di sintesi tradizionali di materiali inorganici policristallini e cristalli singoli. Particolare interesse è rivolto alle metodologie avanzate per la funzionalizzazione di substrati inorganici ed alle tecniche per la loro caratterizzazione.

Prerequisiti richiesti

• CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI II

  Conoscenza dei contenuti di base della Chimica Inorganica e della Chimica Inorganica dei Materiali (primo corso)

• LABORATORIO

  Conoscenza dei contenuti di base della Chimica Inorganica e della Chimica Inorganica dei Materiali (primo corso)

Frequenza lezioni

• CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI II

  Obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del CdS in Chimica Industriale

• LABORATORIO

  Obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del CdS in Chimica Industriale

Contenuti del corso

• CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI II

  Metodi di Sintesi di materiali policristallini e monocristallini:

  Sintesi allo stato solido

  Generalità. Fattori che influenzano la velocità di reazione. Modello di Wagner .Metodi di mescolamento. Coprecipitazione.

  Metodi combistivi. Riduzione carbotermica

  Sintesi Liquido-solido

  . Precipitazione da soluzione acquosa. Metodi sol-gel. Preparazione di zeoliti. Precipitazione da fusi. Metodo dei flussi. Metodi idrotermali e solvotermali.

  Crescita di cristalli. Crescita da soluzione: metodo da gel. Crescita da fusi: Metodo Czochralski, Bridgman-Stockbarger. Fusione a Zone. Fusione a fiamma (Verneuil).

  Sintesi gas-solido

  Trasporto da fase vapore. Sintesi da fase vapore assistite da liquidi (VLS).

  Modifica di strutture esistenti: composti intercalari. Elettroliti solidi. Sistemi a strutture aperte: metal orgaic framework (MOF)

  Deposizioni fisiche di film: evaporazione e sputtering

  Metodi avanzati di sintesi

  Ancoraggio covalente di monolayer organici su semiconduttori e ossidi.

  Reazione di idrosililazione del doppio legame. Reazioni di ciclo-addizione. Preparazione e funzionalizzazione di Si poroso

  Funzionalizzazione di ossidi e nano particelle.

  Applicazioni dei materiali funzionalizzati.

  Tipologie di Materiali e applicazioni

  Materiali magnetici. Proprietà Magnetiche. Effetto della temperatura: legge di Curie-Weiss. Materiali magnetici. Metalli e leghe. Ossidi di metalli di transizione. Manganiti. Ferriti. Nanomagneti e magneti molecolari

  Materiali per applicazioni ottiche: Proprietà ottiche. Luminescenza e fosfori. Materiali per Laser e LED.

  Metalli e leghe. Preparazione dei metalli. Leghe dell’acciaio. Leghe superelastiche ed a memoria di forma

• LABORATORIO

  Esperienze di Laboratorio

  1)Sintesi di materiali ceramici mediante coprecipitazione e reazione allo stato solido. Sintesi di CaMnO3 , La0.85Sr0.15MnO3 e La0.7Sr0.3MnO3 . Caratterizzazione XRD .
  2) Sintesi da soluzione di nanomateriali. Sintesi di nanoparticelle magnetiche di Fe3O4 e separazione magnetica.
  3) Caratterizzazione FTIR di Si monocristallino. Determinazione quantitativa dell’ossigeno interstiziale nel Si(100) CZ.
  4) Preparazione di film mediante Sputtering. Sputtering mediante plasma DC di strati di Au.
  5) Funzionalizzazioni di superficie. Funzionalizzazione di nanoparticelle di Fe3O4 con acidi fosfonici. Caratterizzazione FTIR.
  6 ) Funzionalizzazioni di superficie . Funzionalizzazione di Si CZ con monolayer organici mediante reazione di idrosililazione. Caratterizzazione XPS.

Testi di riferimento

• CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI II
  1. Slides delle lezioni disponibili sul sito: http://studium.unict.it/
  2. Anthony R. West, Solid State Chemistry and its Applications, second edition Wiley, 2014
• LABORATORIO
  1. Slides delle lezioni disponibili sul sito: http://studium.unict.it/
  2. Anthony R. West, Solid State Chemistry and its Applications, second edition Wiley, 2014

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI II

  Colloquio orale

• LABORATORIO

  Colloquio orale

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• CHIMICA INORGANICA DEI MATERIALI II

  Descrivere i metodi di sintesi allo stato solido

  Descrivere i fattori che influenzana la nucleazione e la crescita del prodotto nelle sintesi allo stato solido.

  Descrivere i metodi di sintesi da soluzione

  Descrivere le sintesi da fuso

  Discutere i meccanismi che determinano l'ordine ferromagnetico e antiferromagnetico

  Discutere le proprietà magnetiche delle ferriti.

  Discutere le proprietà magnetiche delle manganiti.

  Descrivere il laser a Rubino.

  Discutere le regole di solubilità nelle leghe.

• LABORATORIO

  Descrivere un'esperienza di laboratorio