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BIOMATERIALI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Lo scopo del corso di Biomateriali è di mettere lo studente in grado di saper comprendere una pubblicazione (in inglese) di ambito biofisico- biochimico e chimico fisico biologico con particolare riferimento agli aspetti quantitativi dell'interazione biomateriale - cellula e/o materia vivente. Orientarsi sui principali processi che coinvolgono biomateriali e cellule, come la bioadesione, l'indirizzamento di microvettori iniettabili e il riconoscimento di cellule/tessuti affetti da determinate patologie, l'efficienza dell'indirizzamento e del trasferimento del farmaco veicolato. Aver compreso in dettaglio le esercitazioni di laboratorio svolte utilizzando la strumentazione di ricerca.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Abilità di immaginare criticamente e autonomamente un percorso concettuale costruito sull'uso della recente letteratura e di individuare le novità di maggior impatto nel campo dei Biomateriali
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Al termine del corso lo Studente è chiamato ad applicare i concetti di base della chimica fisica colloidale e macromolecolare per razionalizzare fenomeni precedentemente non trattati e propri nella scienza dei Biomateriali.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Sviluppo dell'abilità di valutazione critica di risultati riportati in una pubblicazione scientifica di settore o rispetto ai risultati ottenuti nelle esperienze di laboratorio, facendo connessioni e stabilendo relazioni concettuali.
ABILITÀ COMUNICATIVE: Alla fine del corso si richiede la capacità di portare e discutere i risultati mediante una presentazione ordinata e facilmente consultabile da addetti ai lavori e non.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Si richiede alla fine del corso la capacità di gestire il materiale di letteratura (articoli scientifici e di divulgazione, report,...), estraendo le informazioni necessarie per le prosecuzione delle attività di ricerca in forma autonoma.
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DOMENICI FABIO
( programma)
Biomateriali soffici: definizioni, polimeri funzionalizzati, colloidi. Microstrutture e mesostrutture. Caratterizzazione di equilibrio e dinamica dei componenti in fase gel: metodi reologici, spettroscopici, calorimetrici e di scattering. Teorie della gelazione. Applicazioni: esempi selezionati dalla letteratura riguardanti sostituti tissutali, agenti di contrasto per ultrasuoni, veicolatori per rilascio controllato di farmaci. Sessioni di laboratorio con operazioni comuni con biomateriali
 Ian W. Hamley, Introduction to Soft Matter, Wiley Materiale didattico fornito dal docente a supporto dei concetti sviluppati durante il corso.
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CHIM/02
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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CHIMICA DEI SOLIDI II
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Il comportamento dei materiali e nanomateriali trae origine dalla loro struttura atomica e molecolare, dalla cristallinità e texture nonché dalla presenza di difetti. Obiettivo del corso, attraverso casi di studio e attività di laboratorio, è quello di far comprendere al discente come chimica, struttura e microstruttura, influenzino le proprietà e, conseguentemente, il comportamento della materia in particolare di sistemi inorganici a stato solido. L'insegnamento si propone di fornire agli studenti una panoramica sui concetti fondamentali di termodinamica e cinetica chimica e la loro applicazione alla crescita di materiali e nanomateriali, transizioni di fase, sistemi all'interfaccia e con particolare riferimento ai materiali di Carbonio
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Lo Studente sarà in grado di descrivere le caratteristiche salienti dei diversi materiali a base carbonio sulla base delle caratteristiche di legame, struttura cristallina, orientazione e presenza di difetti. Conoscerà le principali tecniche di sintesi e caratterizzazione dei materiali a base carbonio con particolare riferimento ai nanomateriali. Conoscerà le principali applicazioni dei materiali a base carbonio.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Alla fine di questo insegnamento lo Studente saprà utilizzare la conoscenza di base acquisita nel campo dei metodi di deposizione di materiali a base carbonio per determinare le condizioni sperimentali ed i reattori più opportuni. Lo studente sarà in grado di proporre le tecniche di caratterizzazione opportune e saper analizzarne e discuterne i risultati.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo Studente avrà la capacità di estrarre in modo autonomo le informazioni fondamentali sulla comprensione di fenomeni e proprietà chimiche-fisiche di materiali a base carbonio e di proporre nuove applicazioni.
ABILITÀ COMUNICATIVE: Capacità di descrivere la fenomenologia che sottende alla chimica inorganica e alle reazioni di deposizione chimica e fisica di materiali e di materiali a base carbonio. Viene inoltre fortemente stimolata la capacità di espressione in termini tanto rigorosi quanto comprensibili. Attraverso il lavoro di gruppo e le presentazioni in aula, lo studente svilupperà la capacità di interagire con altre persone di preparazione culturale analoga o in discipline affini, di sostenere un contraddittorio e di sviluppare spirito critico e capacità di sintesi.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Lo studente svilupperà la capacità di applicare le migliori soluzioni e ricerche al fine di ottenere informazioni chimiche-fisiche qualitative per l’eventuale progettazione e preparazione di un materiale inorganico funzionale a base carbonio. Sa trovare tutte le informazioni utili per risolvere un problema o per contestualizzare una problematica, attraverso l’utilizzo di banche dati elettroniche, letteratura scientifica.
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ORLANDUCCI SILVIA
( programma)
Chimica a stato solido 2
Sezione teorica
-Fapsamental concetti in termodinamica chimica. Potenziali termodinamici dei sistemi multi-componenti. Potenziale chimico; fugacità; attività. Gibbs Duhem Equation. Reazioni chimiche. -Thermodinamica delle interfacce: modello di interfaccia di Gibbs; Eccesso di energia libera di un'interfaccia; quantitativi in eccesso relativi; isotermo di adsorbimento (Gibbs); tensione superficiale. Approccio nato-poppa. Giovane equazione di laplace. Forma di equilibrio di un cristallo: il teorema del wulff. -G-x diagrammi. Il modello di Bragg e Williams. Teoria Chan-Hilliard per l'energia libera dei sistemi non-omogenei (due componenti). La decomposizione spindale. Cinetica della decomposizione spinodale. -Fase Transitions: teoria classica della nucleazione; aspetti termodinamici e cinetici; nucleazione omogenea ed eterogenea; Legge sulla crescita dei nuclei. Nucleazione atomica: equazioni del tasso. Phase Transition Kinetics. Sezione sperimentale
Il corso introduce lo studente alla sintesi di materiali inorganici utilizzando una serie di tecniche. I seguenti metodi sono trattati: metodi di flusso, metodi idrotermali, trasporto di vapore chimico, cvd, sol-gel, metodi precursore, intercalation, chimica morbida, metodi elettrochimici. I materiali sono realizzati in diverse forme da materiali amorfi e cristalli singoli a nanomateriali e film sottili. In particolare studierà metodi usando: Reazioni a stato solido Formazione di solidi dalla fase del gas Formazione di solidi da soluzioni e si scioglie Particolare attenzione sarà data alla sintesi dei nanomateriali
Esperienze di laboratorio
-CVD Sintesi di Diamond, Nanodiamond, -CVD Sintesi di nanotubi di carbonio e grafene -Chm Sintesi di nanoparticelle plasmiche -Chm Sintesi di Ferrofluids
 Gli studenti avranno copia dei lucidi e del materiale proiettato a lezione. For the topics of chemical thermodynamics a physical chemistry text book such as P. Atkins: “Physical Chemistry”; W.J Moore “Physical Chemistry” J. Cahn, J.E. Hilliard, J Chem Phys 28 (1958) 258 T. Hill: “An introduction to statistical thermodynamics” ( Dover ) Lecture notes, Scientific Articles The teaching material presented in class is available in the course website or provided directly by the teacher.
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TOMELLINI MASSIMO
( programma)
Chimica a stato solido 2
Sezione teorica
-Fapsamental concetti in termodinamica chimica. Potenziali termodinamici dei sistemi multi-componenti. Potenziale chimico; fugacità; attività. Gibbs Duhem Equation. Reazioni chimiche. -Thermodinamica delle interfacce: modello di interfaccia di Gibbs; Eccesso di energia libera di un'interfaccia; quantitativi in eccesso relativi; isotermo di adsorbimento (Gibbs); tensione superficiale. Approccio nato-poppa. Giovane equazione di laplace. Forma di equilibrio di un cristallo: il teorema del wulff. -G-x diagrammi. Il modello di Bragg e Williams. Teoria Chan-Hilliard per l'energia libera dei sistemi non-omogenei (due componenti). La decomposizione spindale. Cinetica della decomposizione spinodale. -Fase Transitions: teoria classica della nucleazione; aspetti termodinamici e cinetici; nucleazione omogenea ed eterogenea; Legge sulla crescita dei nuclei. Nucleazione atomica: equazioni del tasso. Phase Transition Kinetics. Sezione sperimentale
Il corso introduce lo studente alla sintesi di materiali inorganici utilizzando una serie di tecniche. I seguenti metodi sono trattati: metodi di flusso, metodi idrotermali, trasporto di vapore chimico, cvd, sol-gel, metodi precursore, intercalation, chimica morbida, metodi elettrochimici. I materiali sono realizzati in diverse forme da materiali amorfi e cristalli singoli a nanomateriali e film sottili. In particolare studierà metodi usando: Reazioni a stato solido Formazione di solidi dalla fase del gas Formazione di solidi da soluzioni e si scioglie Particolare attenzione sarà data alla sintesi dei nanomateriali
Esperienze di laboratorio
-CVD Sintesi di Diamond, Nanodiamond, -CVD Sintesi di nanotubi di carbonio e grafene -Chm Sintesi di nanoparticelle plasmiche -Chm Sintesi di Ferrofluids
 Appunti del docente
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CHIM/03
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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MACROMOLECOLE E PROCESSI BIOCHIMICI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Obiettivo formativo del corso è quello di far acquisire allo studente conoscenza dei processi biochimici che avvengono nella cellula,delle caratteristiche funzionali e strutturali delle macromolecole biologiche (acidi nucleici, proteine e lipidi), nell'ottica di una formazione multidisciplinare prevista nel corso di Laurea Magistrale in Scienza e Tecnologia dei Materiali. In particolare, lo studente acquisirà le conoscenze sulla struttura e funzione delle macromolecole biologiche, sui processi di sintesi e regolazione delle proteine, sull'attività enzimatica e regolazione, sui meccanismi molecolari dei sistemi di trasduzione dei segnali molecolari che sono alla base dei processi sensoriali, motori e di differenziamento cellulare per la rigenerazione dei tessuti. Obiettivo del corso è anche quello di fornire elementi di conoscenza delle tecniche per la produzione, la purificazione e la caratterizzazione delle macromolecole biologiche (acidi nucleici e proteine), per la loro applicazione anche nell'ambito della sintesi di nuovi biomateriali. Inoltre, il corso si propone anche di fornire le basi per l'utilizzo di banche dati e programmi di bioinformatica che possano aiutare nella corretta impostazione di un lavoro di ricerca sperimentale.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Lo studente svilupperà la capacità di ampliare la propria conoscenza e comprensione delle tematiche chimico-biologiche, che consentono di elaborare e/o applicare idee originali, spesso in un contesto di ricerca CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite in ambito biochimico, e avrà la capacità di comprendere e risolvere problemi e tematiche nuove in contesti interdisciplinari connessi al proprio settore della Scienza e Tecnologia dei Materiali AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente acquisirà la capacità di integrare le conoscenze Biochimiche e gestire le complessità, nonché di formulare giudizi sulla base delle conoscenze acquisite. ABILITÀ COMUNICATIVE: Lo studente sarà in grado di comunicare in modo chiaro e privo di ambiguità le conoscenze acquisite sia ad interlocutori esperti del settore disciplinare che non. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Lo studente svilupperà la capacità di apprendere gli argomenti della chimica-biologica che gli consentiranno di continuare a studiare per lo più in modo auto-diretto e autonomo
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MELINO SONIA
( programma)
Aspetti generali della cellula, Lipidi e Membrana cellulare, Acidi Nucleici e Codice Genetico Replicazione e Trascrizione del DNA, Sintesi e Degradazione Proteica Eucariotica Aminoacidi e legame peptidico, Struttura e Funzione delle Proteine (Proteine Globulari e Fibrose), Proteine allosteriche (Emoglobina), Enzimi e cenni di Cinetica enzimatica, Regolazione enzimatica, Coenzimi e Vitamine, Processi Metabolici per la produzione di energia (glicolisi, ciclo dei TCA, fosforilazione ossidativa), Sistemi sensoriali (trasduzione del segnale visivo), Contrazione Muscolare e cenni su Muscoli Artificiali (EAP), Matrice extracellulare e cenni di Ingegneria Tissutale, Microchip con macromolecole biologiche (Microarray DNA e Proteine). Esercitazioni pratiche in laboratorio: espressione e caratterizzazione di proteine ricombinanti; preparazione di biomateriali per la rigenerazione tissutale; utilizzo di banche dati ed algoritmi predittivi per lo studio della struttura e funzione delle macromolecole biologiche e visita di una start-up universitaria come modello di ricerca traslazionale.
 Biochimica R.H.Garret e C.M. Grisham-Zanichelli; o I principi di biochimica di Lehninger- Zanichelli; o testi analoghi di Biochimica. Per la parte delle Tecniche: METODOLOGIA BIOCHIMICA K.Wilson e J.Walker editore Raffaello Cortina
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BIO/10
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Attività formative affini ed integrative
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