NANOSTRUTTURE ORGANICHE

Obiettivi formativi

• MODULO 1

  Il corso ha l'obbiettivo di fornire allo studente le metodologie relative alla progettazione, sintesi e caratterizzazione necessarie per la costruzione razionale di strutture organiche funzionali aventi grandezze nanometriche.

  In particolare, verranno discusse e approfondite:

  • le metodologie sintetiche "covalenti irreversibili", come la formazione di nuovi legami C-C o come la "click-chemistry"
  • le metodologie sintetiche "covalenti reversibili", come la formazione di esteri e di immine
  • le metodologie sintetiche "non covalenti", come la formazione di legami a idrogeno, la coordinazione di metalli o la formazione di interazioni di van del Walls

  Verranno successivamente trattate le tecniche spettroscopiche necessarie alla caratterizzazione, dal punto di vista organico, delle nanostrutture discusse

• MODULO 2

  Il corso ha l’obiettivo di offrire allo studente conoscenze specifiche nel campo delle nanoscienze con particolare riferimento alla caratterizzazione delle nanostrutture organiche.

  La formazione è finalizzata allo sviluppo di competenze riguardanti i principi teorici di base da trasferire al livello tecnico/pratico, per mezzo di esperienze di laboratorio opportunamente congegnate.

  In particolare, costituisce obiettivo formativo primario il conseguimento delle seguenti capacità:

  -capacità di concepire e gestire micro- e nano-sistemi complessi

  -capacità di correlazione tra le caratteristiche nanometriche delle strutture organiche e le proprietà funzionali che ne derivano

  -capacità tecnico-scientifiche di contesto e trasversali relative alla caratterizzazione dei sistemi organici nanostrutturati.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• MODULO 1

  Il corso è strutturato in due parti: lezioni frontali in aula e lezioni in laboratorio di sintesi

• MODULO 2

  Il corso è strutturato in due sezioni. Una parte di lezioni frontali da seguire in aula ed una seconda parte di attività sperimentali di laboratorio

Prerequisiti richiesti

• MODULO 1

  E' richiesta la conoscenza della Chimica Organica e della reattività dei principali gruppi funzionali.

  E' inoltre richiesta la conoscenza delle norme di laboratorio e l'utilizzo delle principali tecniche sperimentali di sintesi e purificazione dei composti organici.

• MODULO 2

  Il corso ha l’obiettivo di offrire allo studente conoscenze specifiche nel campo delle nanoscienze
  con particolare riferimento alla caratterizzazione delle nanostrutture organiche.
  A tale scopo sono richieste conoscenze di base riguardante le tecniche di sintesi dei più comuni composti organici, nonchè competenze tecnico/pratiche relative alle attività di laboratorio. Sono, inoltre, ritenute indispensabili conoscenze relative alle norme di sicurezza da seguire in laboratorio e le norme di buona pratica sperimentale.

Frequenza lezioni

• MODULO 1

  Come da regolamento di ateneo

• MODULO 2

  Come da regolamento di ateneo

Contenuti del corso

• MODULO 1
  • Approccio sintetico bottom-up
  • Il Self-Assembly nella realizzazione di nanostrutture ordinate
  • Metodologie sintetiche covalenti
  • Metodologie sintetiche supramolecolari
  • Caratterizzazione strutturale di nanostrutture organiche in soluzione
  • Materiali optoelettronici nanostrutturati
  • Polimeri Supramolecolari
  • Soft-Materials nanostrutturati
• MODULO 2

  Introduzione alla nanoscienza
  Nanosistemi organici High Tech
  Patterning di nanostrutture
  Caratterizzazione di nanostrutture organiche
  Proprietà foto ed elettriche di nanostrutture organiche
  Esperimenti di laboratorio

Testi di riferimento

• MODULO 1
  1. J.L. Atwood, J.W. Steed “Organic Nanostructures”, 2008 Wiley & VCH Verlag GmbH – Co. KGaA, Weinheim- ISBN: 978-3-527-31836-0.
  2. P. Wyatt, S. Warren “Organic Synthesis-Strategy and Control” , 2007, John Wiley & Sons, Ltd.
  3. S. Warren “Designing Organic Syntheses”, John Wiley &Sons
  4. Materiale didattico ed articoli scientifici forniti dal docente
• MODULO 2

  1. Materiale didattico ed articoli scientifici forniti dal docente
  2. Handbook of Nanoscopy. Gustaaf van Tendeloo, Dirk van Dyck, Stephen J. Pennycook, Wiley
  3. Electrons in molecules: from basic principles to molecular electronics. Jean-Pierre Launay and
  Michel Verdaguer, Oxford University Press
  4. An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES. John F. Watts, John Wolstenholme, Wiley
  5. ToF-SIMS: Surface Analysis by Mass Spectrometry. John C. Vickerman and David Briggs,
  IMPpubblications

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• MODULO 1

  La modalità di esame prevista è unica: colloquio orale a fine corso

• MODULO 2

  La modalità di esame prevista è unica: colloquio orale a fine corso

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• MODULO 1

  Le metodologie organometalliche nella sintesi di polimeri.
  L'elettroluminescenza organica: aspetti teorici ed applicazioni pratiche.
  Analisi e commento di un articolo recente di letteratura, riguardante gli argomenti trattati, a scelta
  dello studente.
  I polimeri supramolecolari.

• MODULO 2

  1 Descrivere le proprietà ottiche ed elettriche delle nanostrutture a base di carbonio ibridizzato sp2

  2 Quali sono i gruppi funzionali che si utilizzano per la formazione di SAM su metalli e ossidi

  3 Come si preparano nanostrutture organiche lateralmente risolte?

  4 Illustrare il principio di funzionamento di una tecnica di caratterizzazione