CHIMICA FISICA DELLE NANOTECNOLOGIE
Anno accademico 2017/2018 - 1° annoCrediti: 7
SSD: CHIM/02 - CHIMICA FISICA
Organizzazione didattica: 175 ore d'impegno totale, 116 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 12 di esercitazione, 12 di laboratorio
Semestre: 2°
Obiettivi formativi
- Fornire allo studente le coordinate generali del campo delle nanotecnologie;
- Mettere lo studente in grado di utilizzare i concetti e le metodologie di nanostrutturazione;
- Mettere in grado lo studente di conoscere le informazioni ottenibili da tecniche di caratterizzazione su scala nanometrica;
- Mettere in grado lo studente di decidere la tecnica di nanostrutturazione in funzione delle proprietà desiderate;
- Mettere in grado lo studente di misurare e utilizzare proprietà di trasporto di carica in sistemi disordinati, inclusi sistemi molecolari e macromolecolari.
Prerequisiti richiesti
- Conoscenze di base di termodinamica
- Conoscenze di base di elettrologia
- Conoscenze di forze intermolecolari
Frequenza lezioni
E' richiesta la freqenza di almeno il 70 % delle lezioni, con particolare riferimento alle lezioni di esercitazioni (1 CFU) e alle lezioni di laboratorio (1 CFU), nonchè alle lezioni che forniscono le conoscenze di base applicate in sede di esercitazioni e di laboratorio.
Contenuti del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
| 1 | Introduzione alle Nanotecnologie | |
| 2 | Basi chimico-fisiche delle Nanostrutture - Risposta viscoelastica e tempi di rilassamento - Moduli di stress, viscosità e meccanismi di rilassamento su scala nanometrica e relazione di Maxwell - Processi di nucleazione e crescita in sistemi semicristallini - Processi di ordine locale in sistemi disordinati. | |
| 3 | Processi di trasporto di cariche su scala nanometrica: Processi di rilassamento dielettrico in materiali molecolari e macromolecolari - Conduzione elettrica in polimeri e in sistemi disordinati - Misura di proprietà elettriche in sistemi disordinati - Trasporto di carica in sistemi coniugati. | |
| 4 | Metodi di nanostrutturazione: tecniche "top-down" e "bottom-up" - Metodologie di nanostrutturazione bidimensionali: superfici e film sottili - Metodologie tridimensionali: sistemi tipo opali e opali inversi - Processi di aggregazione di sistemi molecolari e macromolecolari. | |
| 5 | Tecniche di indagine strutturali su scala nanometrica: tecniche di diffrazione di fotoni e di neutroni - Tecniche di riflettività di raggi X. | |
| 6 | Microscopie a campo prossimo: principi di base e struttura dell'apparato di misura . Modi operativi: Scanning Tunneling Microscopy, Atomic Force Microscopy, Kelvin Probe e tecniche connesse; cenni di Force Spectroscopy. | |
| 7 | Nanotecnologie e Scienze della vita |
Testi di riferimento
1 : Dispense dalle lezioni e articoli di review da giornali scientifici
2 : Capitoli 2,3,5,7, e 9 da ''Soft Condensed Matter'', Richard A.L.Jones, Oxford University Press, 2011.
3 : Dispense del docente e Capitoli 3,4,5, 7 e 9 da ''Electrical Propertiesof Polymers'', T.Blythe and D.Bloor, Cambridge University Press, 2008.
4 : Dispense del docente e e articoli di review da giornali scientifici.
5 : Appunti da lezioni e review da giornali scientifici.
6 : Cap. 2 e 3 da Dynamic Force Spectroscopy and Molecular Recognition, ed. by A.R.Bizzarri and S.Cannistraro; CRC Press, 2012.
7 : Dispense del docente e e articoli di review da giornali scientifici.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | 1) Introduzione alle Nanotecnologie | Dispense dalle lezioni e articoli di review da giornali scientifici |
| 2 | 2) Basi chimico-fisiche delle Nanostrutture e delle relative tecniche di osservazione | Capitoli 2,3,5,7, e 9 da ''Soft Condensed Matter'', Richard A.L.Jones, Oxford University Press, 2011. Capitoli 3,4,7 e 9 da ''Electrical Propertiesof Polymers'', T.Blythe and D.Bloor, Cambridge University Press, 2008. |
| 3 | 3) Metodi di nanostrutturazione | Dispense dalle lezioni e articoli di review da giornali scientifici |
| 4 | 4) Microscopie a campo prossimo | Dispense dalle lezioni e articoli di review da giornali scientifici |
| 5 | 5) Nanotecnologie e Scienze della vita | Dispense dalle lezioni e articoli di review da giornali scientifici |
| 6 | 6) Principi di Nanoelettronica | Dispense dalle lezioni e articoli di review da giornali scientifici |