| 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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Codice
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8065739 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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8
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Settore scientifico disciplinare
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CHIM/03
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Ore Aula
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56
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Ore Esercitazioni
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12
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Docente
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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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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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Docente
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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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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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