Obiettivi formativi
Conoscenze e comprensione: il corso vuole introdurre lo studente alla conoscenza dei solidi cristallini e del fenomeno della diffrazione che è alla base della loro caratterizzazione. Gli argomenti illustrati vanno dal processo di formazione dei solidi, alla simmetria della loro struttura periodica, delle transizioni di fase, dallo scattering e della diffrazione. In quest'ultimo ambito vengono fornite informazioni sulle tecniche di impiego comune e sul loro utilizzo. Vengono inoltre trattati la reattività chimica dei solidi, la chimica del processo sol-gel, la preparazione di nanoparticelle e fim sottili e la funzionalizzazione di superfici. La parte sperimentale di laboratorio fornisce allo studente l'opportunità di affrontare diverse esperienze pratiche con l'approccio del ricercatore, prestando attenzione alla metodologia di esecuzione di un esperimento, evidenziando l'importanza dell'osservazione del fenomeno rispetto alla sua semplice replica. Conoscenze e comprensione applicate: il corso fornisce gli strumenti per prevedere ed interpretare il comportamento della materia allo stato solido sulla base delle proprietà strutturali in funzione delle condizioni al contorno e di elaborare i risultati sperimentali usando anche metodi avanzati. Vengono trattate le basi applicative della chimica inorganica, che permettono di sfruttare le proprietà dei composti per preparare materiali e "devices" e pianificare la preparazione di campioni reali utilizzando la metodologia adeguata. Autonomia di giudizio: allo studente vengono forniti i presupposti per organizzare una attività sperimentale valutando criticamente le tecniche di preparazione e caratterizzazione sulla base delle proprie conoscenze/capacità e per sviluppare autonomia di giudizio nel valutare e quantificare i risultati. Capacità di appendere: oltre agli strumenti metodologici, il corso fornisce agli studenti il linguaggio di base della chimica dello stato solido, permettendo allo studente di leggere e comprendere testi di base ed avanzati sull'argomento e di affrontare la specifica letteratura scientifica. Lo studente dovrebbe quindi essere in grado di affrontare e discutere nuove tematiche scientifiche o professionali, apprendendo in modo autonomo e reperendo le informazioni utili da letteratura, banche dati ed internet.Capacità di comunicare: lo studente acquisisce il linguaggio corretto che gli permette di dialogare con gli specialisti e di comunicare in forma scritta ed orale, anche in lingua inglese e con utilizzo di sistemi multimediali, interagendo con altre persone e acquisendo la capacità di lavorare in gruppo.
Prerequisiti
nessuno
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire allo studente magistrale gli aspetti caratterizzanti della chimica dello stato solido e della chimica dei materiali inorganici. I contenuti proposti durante le lezioni spaziano nal primo caso dall’origine della periodicità tridimensionale delle strutture cristalline al processo di cristallizzazione ed alla formazione degli amorfi, dalle regole fondamentali della simmetria alla sua descrizione nei gruppi spaziali, dal fenomeno dello scattering alla diffrazione nei cristalli, dalla classificazione delle strutture cristalline ai fattori che le governano, dalle transizioni di fase alla reattività dei solidi e al processo di sinterizzazione dei ceramici. Nel secondo caso, partendo dagli aspetti di base della chimica inorganica, si affrontano dal punto di vista teorico e pratico una serie di applicazioni nel campo dei materiali che spaziano dalla metodologia sol-gel alla preparazione e stabilizzazione di nanoparticelle, dalla preparazione di film sottili alla funzionalizzazione di superfici, per arrivare alla costruzione di una semplice cella fotovoltaica.
Programma esteso
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Bibliografia
Le slide proiettate durante il corso in formato PDF e tutto il materiale impiegato durante le lezioni teoriche e di laboratorio sono resi diettamente disponili agli studenti o condivisi sulla piattaforma Elly. Lo studente può anche approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento a:Solid state chemistry and its applications
John Wiley & Sons Ltd., Chichester
Metodi didattici
Le attività didattiche di Chimica dello Stato Solido saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula, in cui vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico, utilizzando esempi ed esercizi per favorire la comprensione delle tematiche trattate. Durante Il Laboratorio di Chimica dei Materialai Inorganici, i cui argomenti verranno presentati prima dal punto di vista teorico e metodologico in lezioni frontali, ogni studente è poi tenuto a condurre personalmente gli esperimenti, pianificandoli dal punto di vista del ricercatore, prestando attenzione alla metodologia di ed evidenziando l'importanza dell'osservazione del fenomeno rispetto alla sua semplice replica. Le slide e gli appunti utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate sulla piattaforma Elly, per scaricare le slide è necessaria l’iscrizione al corso on line
Modalità verifica apprendimento
La verifica finale dell’apprendimento prevede che lo studente si iscriva e superi le due prove parziali di Laboratorio di Chimica dei Materieli Inorganici e di Solid State Chemistry. La prima consiste nella correzione degli elaborati scritti presentati dallo studente sulle esperienze di laboratorio e nella loro discussione critica in un esame orale. La seconda consiste di un esame orale sugli argomenti delle lezioni. In entrambi i casi l’esame orale ha lo scopo di accertare le conoscenze acquisite e di verificare anche l'acquisità capacità di comunicare. La votazione finale viene calcolata effettuando la media delle singole prove parzialii, con arrotondamento finale per eccesso.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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