Obiettivi formativi
Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- conoscere una panoramica utile a comprendere lo stato dell'arte, ed i potenziali sviluppi, nel campo delle nanotecnologie molecolari. (1° descrittore di Dublino)
-padroneggiare gli strumenti necessari, scegliere le tecniche sperimentali più idonee e saperle applicare a problematiche rilevanti le nanotecnologie molecolari. (2° descrittore di Dublino)
- saper giudicare le tecniche sperimentali più idonee, anche in termini di accuratezza e sensibilità, rilevanti le nanotecnologie molecolari. (3° descrittore di Dublino)
- produrre una relazione scritta, in lingua italiana o inglese, che riporti in maniera analitica e critica i risultati di una semplice serie di esperienze. Sapere trattare oralmente i medesimi temi. (4° descrittore di Dublino)
- Apprendere come condurre gli esperimenti in autonomia. (5° descrittore di Dublino)
Prerequisiti
Nessuno
Contenuti dell'insegnamento
Questo corso sarà incentrato sugli aspetti sperimentali delle tecniche di produzione e di caratterizzazione di alcune famiglie di nanostrutture.
Si tratterano in dettaglio le seguenti tecniche d'indagine:
-Tecniche per la preparazione e la caratterizzazione di monostrati molecolari: Film di Langmuir, Spin Coating, Deposizione Langmuir-Schaefer e Langmuir-Blodgett
-Tecniche ottiche: Microscopia di epifluorescenza, Ellissometria e Microscopia ad angolo di Brewster
-Microscopie elettroniche SEM, SEM-EDX, TEM
-Microscopie a scansione di forza (AFM e suoi parenti)
-Proprietà meccaniche in 2D e 3D, (tecniche: MPT, ISR, reometria in generale)
-Spettroscopie di correlazione per la caratterizzazione di nanostrutture: dynamic Light Scattering, Zeta Potential, Diffusing Wave Spectroscopy
-Cenni di spettroscopie avanzate, basate su radiazione di sincrotrone e su neutroni
A seconda degli interessi e del background degli studenti si potranno ritagliare percorsi diversi: Mentre alcuni potrebbero esplorare tutte le tematiche proposte, altri potrebbero focalizzarsi solo su una o due tecniche sperimentali di particolare loro interesse.
Programma esteso
Il programma dettagliato sarà reso disponibile sul sito ELLY.
Bibliografia
Il materiale didattico proiettato durante il corso (slides powerpoint, script e file di esercitazioni) viene reso disponile in formato PDF agli studenti e condivisi sulla piattaforma Elly, in aggiunta a eventuale software utile per analizzare i dati raccolti nelle sessioni di laboratorio.
Su piattaforma Elly saranno resi disponibili, su richiesta, le videoregistrazioni delle lezioni, nonchè brevi video illustrative delle modalità di utilizzo della strumentazione.
Oltre al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento ai seguenti testi, e ad altri eventualmente indicate nelle slides
B.J. Berne, R. Pecora - Dynamic Light Scattering: With Applications to Chemistry, Biology, and Physics - Courier Corporation, (2000)
J. Mewis & N. J. Wagner - Colloidal Suspension Rheology - Cambridge Uni Press (2012)
J. Als-Nielsen & D. Mc Morrow - Elements of Modern X-ray Physics - Physics Wiley (2010)
R.H. Tredgold - Order in Thin organic films - Cambridge Uni Press (1994)
S. A. Safran - Statistical Themodynamics of Surfaces, Interfaces, and Membranes -Westview (2003)
J.I. Goldstein et al. - Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis - Springer (2018)
Metodi didattici
Il corso consta di 6 CFU, che corrisponderanno a 62 ore di didattica.
Questa sarà articolata in una parte introduttiva di lezioni frontali (tipicamente 2h / settimana), che si intercaleranno alle attività didattica in laboratorio (tipicamente 4 h / settimana) in cui gli studenti metteranno in pratica quanto appreso ed approfondiranno le proprie competenze misurandosi con le difficoltà insite nella realizzazione di un esperimento.
Nella parte conclusiva del corso, gli studenti -riuniti in gruppi di 2- si dedicheranno alla realizzazione di progetti incentranti sull’uso di alcune delle tecniche apprese.
Modalità verifica apprendimento
Agli studenti verrà richiesto di redigere una relazione scritta sul progetto svolto (peso 30%). La relazione è redatta dal gruppo di lavoro.
Seguirà un esame orale, in presenza, (peso 70%, durata 1ora), in cui lo studente dimostrerà di conoscere i principi fisici di base, nonchè gli aspetti sperimentali delle nanotecnologie molecolari, oltre ad una discussione della relazione finale, dei risultati conseguiti (ad esempio, sul loro significato) nonché sull'accuratezza di certe determinazioni.
Altre informazioni
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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