corsi Materiali.pdf

Brochure dei corsi

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Table of ContentsUniversit degli Studi di Torino

........................ 1Corsi di Studio in Scienza dei Materiali

....................... 1

.......... 1Corsi di insegnamento: brochure creato il 17 gennaio 2010

........... 1Applicazioni del Computer alla Scienza dei Materiali

.................... 2Biomateriali

............ 4Biomateriali -non attivato nella.a. 2009/2010

................... 4Calcolo Numerico

............... 6Calcolo Numerico A.A.2008/2009

................ 7Chimica Analitica dei Materiali



........ 11Chimica Analitica dei Materiali non attivato nella.a. 2009/2010

.................. 11Chimica dei Materiali

.................. 13Chimica dei Materiali

................ 13Chimica dei Materiali Avanzati

................ 14Chimica delle Macromolecole

................. 14Chimica dello Stato Solido

............. 15Chimica dello Stato Solido con Laboratorio

............... 16Chimica e Tecnologia dei Polimeri

........... 18Chimica e Tecnologia dei Polimeri con Laboratorio

.............. 20Chimica Elettroanalitica e Corrosione

................... 20Chimica Fisica

................ 22Chimica Fisica dei Materiali

............. 23Chimica Fisica dei Materiali con Laboratorio

............. 25Chimica Fisica dei Materiali con Laboratorio

............... 28Chimica Fisica I con Laboratorio

............... 29Chimica Fisica II con Laboratorio

............ 31Chimica Generale ed Inorganica con Laboratorio

........ 34Chimica Generale ed Inorganica non attivato nella.a.2009/2010

............... 37Chimica Organica con Laboratorio

........... 38Chimica Organica non attivato nella.a.2009/2010

....... 41Chimica Quantistica dei Materiali (non attivato nella.a. 2009/2010)

....... 42Complementi di Calcolo Numerico (non attivato nella.a. 2009/2010)

................ 43Complementi di Cristallografia

................ 44Complementi di Cristallografia

...... 44Complementi di Fisica dello Stato Solido (non attivato nella.a. 2009/2010)

......... 45Complementi di Matematica (non attivato nella.a. 2009/2010)

............ 46Complementi di Matematica e Calcolo Numerico

................. 48Comunicazione Scientifica

.................. 48Crescita Cristallina

................... 49Cristallografia

................... 50Cristallografia

.............. 50Economia ed Organizzazione Aziendale

...... 51Economia ed Organizzazione Aziendale non attivato nella.a. 2009/2010

.................. 52Elettromagnetismo

........... 52Fisica dello Stato Solido (D.M. 509 a.a. 2008/2009)

......... 55Fisica dello Stato Solido 1 anno (D.M. 270 a.a. 2009/2010)

............ 59Fisica dello stato Solido 2 anno a.a. 2009/2010

............. 60Fisica dello Stato Solido con Laboratorio

............. 62Fisica dello Stato Solido con Laboratorio

................. 64Fisica dello Stato Solido I

i

.................. 64Fisica dello Stato Solido II

................. 66Fisica Generale I con Laboratorio

................ 67Fisica Generale II con Laboratorio

................ 68Fisica Generale III con Laboratorio

..................... 69Fisica Teorica

............. 70Fluidi Quantistici (non attivato nella.a.2009/2010)

............ 70Inglese Scientifico (non attivato nella.a. 2009/2010)

......... 71Introduzione alla Superconduttivit (non attivato nella.a. 2009/2010)

............ 71Introduzione alla Termodinamica dei Solidi Cristallini

.............. 71Laboratorio di caratterizzazione dei metalli

................ 72Laboratorio di Chimica dei Materiali

................. 73Laboratorio di Chimica Fisica

....... 73Laboratorio di Chimica Inorganica e Sicurezza non attivato nella.a.2009/2010

................. 74Laboratorio di Chimica Organica

.......... 74Laboratorio di Equazioni Differenziali nelle Scienze Applicate

........ 75Laboratorio di Fisica dello Stato Solido (non attivato nella.a. 2009/2010)

............... 75Laboratorio di Fisica dello Stato Solido I

............... 78Laboratorio di Fisica dello Stato Solido II

............ 79Laboratorio di Fisica I non attivato nella.a. 2009/2010

................... 79Laboratorio di Fisica II

............ 80Laboratorio di Metodi Spettroscopici e Microscopie

....... 80Laboratorio di Programmazione e Calcolo non attivato nella.a. 2009/2010

..................... 81Lingua Inglese

.............. 82Lingua Inglese (D.M. 509- a.a. 2008/2009)

..................... 82Matematica

............... 84Matematica I (D.M.509-a.a.2008/2009)

............... 84Matematica II (D.M. 509-a.a. 2008/2009)

............ 85Materiali Ceramici (non attivato nella.a.2009/2010)

............... 85Materiali Compositi a Matrice Metallica

............... 86Materiali Compositi a Matrice Metallica

............... 87Materiali Compositi a Matrice Polimerica

............... 87Materiali Compositi a Matrice Polimerica

.................. 92Materiali Inorganici Naturali

.................... 92Materiali Metallici

............ 92Materiali Metallici (non attivato nella.a. 2009/2010)

................ 93Materiali Metallici con Laboratorio

................. 94Materiali metallici laboratorio

.................... 95Materiali Organici

.......... 96Materiali Organici Avanzati -non attivato nella.a.2009/2010

................ 97Materiali Organici con Laboratorio

.................... 99Materiali Polimerici

................ 100Materiali Polimerici con Laboratorio

.................. 101Materiali Semiconduttori

........ 102Materiali Semiconduttori-Laboratorio (non attivato nella.a.2009/2010)

............ 103Meccanica e Onde (non attivato nella.a. 2009/2010)

................... 104Meccanica Quantistica

............. 105Meccanica Statistica (D.M. 509 a.a. 2008/2009)

................. 105Meccanica statistica e quantistica

..................... 107Metallurgia

.............. 108Metallurgia (non attivato nella.a. 2009/2010)

.............. 108Metodi Matematici e Meccanica Quantistica

................. 109Metodi Matematici per la Fisica

.... 110Metodologie e Caratterizzazione dei Materiali Polimerici (non attivato nella.a. 2009/2010)

.111Metodologie e Caratterizzazione dei Materiali Polimerici-Laboratorio (non attivato nella.a. 2009/2010)

.... 111Microscopia Elettronica in Trasmissione: Interpretazione (non attivato nella.a. 2009/2010)

.... 112Microscopia Elettronica in Trasmissione: Interpretazione non attivato nella.a. 2009/2010

ii

..................... 112Nanomateriali

.................. 112Onde, radiazione e relativit

...................... 113Qualit

.................... 114Scienza dei Metalli

................. 115Selezione ed Uso dei Materiali

................. 115Selezione ed uso dei Materiali

......... 116Seminario Teorico Modellistico I (non attivato nella.a. 2009/2010)

................ 118Seminario Teorico Modellistico II

................ 118Seminario Teorico Modellistico III

................. 118Storia delle Scienze Sperimentali

................. 119Storia delle Scienze Sperimentali

................... 119Struttura della Materia

............... 119Struttura della materia con Laboratorio

................... 121Superfici ed Interfasi

................. 122Superfici ed Interfasi-Laboratorio

................ 123Tecniche di Chimica Computazionale

............. 123Tecniche di chimica computazionale e Laboratorio

........... 124Tecniche di Meccanica Statistica (D.M. 509 a.a. 2008/2009)

............. 125Tecniche di Sincrotrone per lo Studio dei Materiali

................ 125Teoria del Funzionale della Densit

.................. 127Teoria del Legame Chimico

..... 127Teoria Matematica dei Materiali Linearmente Elastici (non attivato nella.a 2009/2010)

......... 128Teorie Quantistiche dei Materiali (non attivato per la.a.2009/2010)

............. 128Termodinamica non attivato nella.a.2009/2010

.............. 129Uso del Calcolatore nella Scienza dei Materiali

iii

Universit degli Studi di TorinoCorsi di Studio in Scienza dei Materiali

Corsi di insegnamento: brochure creato il 17 gennaio 2010

Applicazioni del Computer alla Scienza dei MaterialiCodice: M8048CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Dott. Bartolomeo CivalleriRecapito: +39-011-6707564 [[email protected]]Tipologia: Altre attivitAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 2SSD: CHIM/02 - chimica fisicaAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIIl corso si propone di fornire agli studenti unintroduzione agli strumenti di calcolo quanto-meccanico utilizzatinella moderna chimica computazionale molecolare e dello stato solido. Lobiettivo principale e mostrarelutilita dei programmi di calcolo quanto-meccanici nello studio modellistico di materiali

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOLallievo dovr essere in grado di a) conoscere che cosa si intende con approccio computazionale nella scienzadei materiali e come questo stia diventando uno strumento importante nella ricerca scientifica e un utilecomplemento allattivit sperimentale; b) apprendere lutilizzo base di programmi di calcolo quanto-meccaniciper lo studio di sistemi molecolari e cristallini

PROGRAMMA

La metodologia didattica impiegata consiste in:

a) 6 ore di lezioni in aula b) 12 ore di esercitazioni nel laboratorio informatico

Programma, articolazione e carico didattico

Argomento Ore Lez. Ore Eserc. Totale Ore Approccio computazionale nella Scienza dei MaterialiAccenni allasimulazione multiscalaDefinizione di scienza dei materiali computazionale Tecniche per la definizione di unmodello strutturale per la simulazione di materialiFasi della progettazione di un esperimento al calcolatore 2 2Accenni sui principali metodi quanto-meccanici per lo studio di molecole e solidi:a) principaliapprossimazioni dell'equazione di Schrodingerb) metodi ab-initio molecolari (HF e DFT)c) estensione al trattamento di sistemi cristallini 2 2 Presentazione e caratteristiche dei principali programmi dicalcolo ab-initio molecolari e per sistemi cristallini (in particolare Gaussian e CRYSTAL)Descrizionedell'input e analisi dell'output dei programmi Gaussian e CRYSTALAccennisull'ottimizzazione della struttura di molecole e cristalli 2 2 Modulo1: Introduzione all'uso diGaussian98 per WindowsIntroduzione ai programmi di visuallizzazione grafica GaussView e MoldrawLamolecola d'acqua: ottimizzazione della geometria e calcolo delle frequenze vibrazionali(Gaussian98)Analisi dei risultati e discussione 2 2 Modulo 2:Il dimero dell'acqua: definizione delproblema, ottimizzazione della geometria e calcolo delle frequenze vibrazionali (Gaussian98)Visualizzazione eanalisi dei dati calcolati con discussione sul cambiamento delle caratteristiche strutturali e vibrazionali dellamolecola d'acqua isolata e nel dimero 2 4 Modulo 3:Uso dell'approccio a cluster nella simulazione

1

di materialiSimulazione degli ossidrili superficiali di materiali siliceiDefinizione del problema e creazione di unsemplice modello strutturale con l'ausilio di un programma di grafica molecolare (Moldraw)Calcolo dellepropriet strutturali e vibrazionali del modello isolato e in interazione con ammoniacaAnalisi/discussione deirisultati e confronto con i dati sperimentali 6 6 Modulo 4:Introduzione all'uso di CRYSTALEsempi diuso dell'approccio periodico nella simulazione di materiali (crustalli, superfici, difetti, ...) 2 2 Totale 6 1218

Modalit di verifica/esame

L'esame consiste in una prova pratica e in una serie di domande scritte. a) La prova pratica riprende ilmodulo 1 delle esercitazioni e rappresenta la parte pi importante dell'esame. Riguarda l'utilizzo delprogramma Gaussian e viene richiesto di saper calcolare le propriet strutturali e vibrazionali di un sempliceaddotto molecolare (es. FHNH3) valutando la variazione nelle caratteristiche dei singoli componenti in seguitoalla formazione dell'addotto. Gli input necessari vengono forniti nel testo dell'esame. Il testocomprende anche una serie di tabelle che gli studenti devono riempire con i dati estratti dall'analisi deidati prodotti dal programma. Gli studenti devono quindi dimostrare di saper usare il programma e di essere ingrado di analizzare gli output estraendo le informazioni richieste. b) Le domande scritte (solitamente tre), dicui richiesto uno sviluppo molto sintetico, riguardano alcuni punti generali discussi nella parte di lezioni in aulae sono mirate a valutare la comprensione degli argomenti trattati.Il voto finale (in trentesimi) determinato inlarga parte dall'esito della prova pratica (5/6), il resto (1/6) valutato sulla base delle risposte alle domande.

TESTII testi base consigliati per il corso sono: lucidi delle lezioni e materiale usato per le esercitazioni (forniti daldocente e disponibili sul sito) E consigliato lutilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, Wiley, 1999. Infine sono di seguito indicati siti internet diinteresse: http://www.gaussian.com http://www.crystal.unito.it/tutojan2004/tutorials/index.html NOTATipologia di insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali in aula ed esercitazioni in aula informatica. FrequenzaLa frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essereinferiore al 70% delle ore previste.

ORARIO LEZIONI

Giorni Ore AulaLezioni: dal 18/01/2010 al 19/03/2010

Nota: Le lezioni si tengono in Aula 14 ed in Aula Informatica- Centro della Innovazione- Via Quarello

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=ce4c

Biomateriali Codice: M8055CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Dott. Stefania Reineri (Titolare del corso)Recapito: [[email protected]]Tipologia: Affine o integrativoAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 2SSD: BIO/11 - biologia molecolareAnno accademico: 2009/2010

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OBIETTIVIIl corso fornisce elementi di biologia cellulare e molecolare per la comprensione delle caratteristiche specifichedei biomateriali e delle loro interazioni con i tessuti viventi.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOLo studente dovr essere in grado di capire le reazioni dellorganismo allimpianto di materiali esterni. Dovrconoscere i principi di biocompatibilit e biodegradabilit, conoscere i principali polimeri utilizzati in campobiomedico e avere nozioni di biologia molecolare per applicazioni nanotecnologiche

PROGRAMMA

Italiano

Argomento Ore di lezione Studio dell'interazioni cellula-materia e dei requisiti che i biomateriali debbonopossedere per poter essere utilizzati nella fabbricazione di un dispositivo medico. 2 Caratteristiche dei tessutibiologici e reazione dei tessuti all'impianto di biomateriali per protesi e organi artificiali. 2 Fabbricazionee sterilizzazione dei vari materiali utilizzati e specifiche applicazioni. 2 Utilizzo di polimeri e copolimeribiodegradabili per applicazioni biomediche. Drug delivery ed ingegneria tissutale. 4 Strutture e propriet deipolimeri biologici extracellulari. 2 Caratteristiche dell'apoptosi cellulare e ruolo della morte cellulare inseguito all'impianto di un materiale esterno. 2 Tecnologie biomolecolari per la produzione di biomateriali.2 Totale 16

Inglese

Topics Hours/lesson Study of cell-material interactions and requirements that biomaterials must possess tobe used in the manufacture of a medical device. 2 Features of biological tissues and their reaction to the implantof biomaterials for protheses and artificial organs. 2 Manufacturing and sterilization of various materials and their specific applications. 2 Use ofbiodegradable polymers and copolymers in biomedical applications. Drug delivery and tissue engineering. 4Structures and properties of biologic extracellular polymers. 2 Characteristics of cellular apoptosis and role ofprogrammed cell death following the implantation of a external material. 2 Biomolecular technologies forbiomaterial production. 2 Total 16

TESTIIl materiale didattico reperibile alla pagina web del corso. I testi base consigliati per il corso sono: Pietrabissa,Biomateriali per protesi e organi artificiali, Collana di Ingegneria Biomedica, Ptron Editore E consigliatolutilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni: Alberts et al., lEssenziale di BiologiaMolecolare della Cellula, Zanichelli.

NOTATipologia di insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali in aula. Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle orepreviste. Modalit di verifica/esame Scritto e orale separati con voto in 30simi Prova scritta: 35 domande di cui34 a quiz e 1 aperta Prova orale: discussione della prova scritta

ORARIO LEZIONI


Nota: Aula 14- Via Quarello 11 e Aula Wick- Via P. Giuria 1

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http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=dcca

Biomateriali -non attivato nella.a. 2009/2010Codice: S8297CdL: Corso di Laurea SpecialisticaDocente: Prof. Michele De BortoliRecapito: 0116704689 / 0119933452 [[email protected]]Tipologia: Affine o integrativoAnno: 1 annoCrediti/Valenza: 3Anno accademico: 2008/2009

ORARIO LEZIONI


Nota: Aule Via Giuria 9 e 7

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=bbf7

Calcolo NumericoCodice: MFN0649CdL: Corso di Laurea in Scienza dei Materiali (D.M. 270)Docente: Prof. Vittoria Demichelis (Titolare del corso)Recapito: 0116702832 [[email protected]]Tipologia: Affine o integrativoAnno: 1 annoCrediti/Valenza: 8SSD: MAT/08 - analisi numericaAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIIl corso si propone di fornire agli studenti: le nozioni di base relative alla libreria scientifica Mathcad,al linguaggio di programmazione QBasic ed alla rappresentazione dei numeri in un calcolatore; alcunielementi di calcolo con le matrici ed algebra lineare numerica; alcuni fra i principali metodi numericiper linterpolazione, lapprossimazione ai minimi quadrati, lintegrazione, lapprossimazione delle radici diunequazione non lineare e la risoluzione di equazioni differenziali; le nozioni di base relative allanalisidi Fourier ed alle trasformate. Gli studenti dovranno essere in gradi di risolvere semplici problemi mediantelapplicazione delle tecniche numeriche studiate. Dovranno inoltre realizzare gli algoritmi relativi ai metodianalizzati in ambiente Mathcad o QBasic.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOConoscenza di metodi numerici per lalgebra lineare, linterpolazione e lapprossimazione, lintegrazione e larisoluzione di equazioni differenziali ordinarie. Implementazione degli algoritmi relativi in ambiente Mathcad oQBasic. Capacit d risolvere semplici problemi applicativi. Fruitori di tali competenze sono, in particolare, gliinsegnamenti Chimica Fisica con Laboratori, Metodi Matematici e Meccanica Quantistica.

PROGRAMMA

4

Italiano

Introduzione alla libreria scientifica Mathcad ed al linguaggio di programmazione QBasic. Rappresentazione deinumeri in un calcolatore, arrotondamento. Aritmetica di macchina: propagazione degli errori e cancellazionenumerica. Matrici e sistemi di equazioni lineari: operazioni fra matrici e loro proprieta, determinanti, autovaloried autovettori, norme. Il metodo di eliminazione per la risoluzione di sistemi lineari. Interpolazione polinomialee spline di dati e di funzioni. Approssimazione polinomiale ai minimi quadrati. Equazioni non lineari: metodo dibisezione, metodi delle secanti e di Newton. Integrazione numerica: le formule di Newton-Cotes, le formulecomposte dei trapezi e di Simpson. Problemi ai valori iniziali per equazioni differenziali ordinarie. Metodi ad unpasso: metodo di Eulero. Metodi ad un passo e due stadi: Eulero modificato e Heun. Metodi a quattro stadi:Runge-Kutta di ordine 4. Introduzione alla serie di Fourier ed alla trasformata di Fourier. Trasformata discreta diFourier.

IngleseIntroduction to the scientific library Mathcad and to the programming language QBasic. Machine numbers androunding. Machine arithmetic: error propagation and cancellation error. Matrices and systems of linearequations: matrix operations and their properties, determinants, eigenvalues and eigenvectors, norms. Thesolution of liner systems by elimination. Functions and data sets interpolation by polynomials and splines.Polynomial least square approximation. Non linear equations: bisection method, secant and Newton'smethods. Numerical integration: Newton-Cotes formulae, the composite trapezoidal and Simpson's rules.Initial value problems for ordinary differential equations. One step methods: Euler's method. One step andtwo stage methods: improved Euler's method and Heun's method. Four stage methods:Runge-Kutta of order four. Basic elements on Fourier's series and transform. Discrete Fourier transform.

TESTII testi base consigliati per il corso sono: G. Monegato 100 pagine di elementi di Calcolo Numerico Levrotto &Bella, Torino (1997) M. Bramanti C.D. Pagani S. Salsa - Matematica Zanichelli , Bologna (2000) V. DemichelisAppunti di Calcolo Numerico E consigliato lutilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:K. Atkinson Elementary Numerical Analysis John Wiley & Sons (1993) G. Monegato Fondamenti di CalcoloNumerico CLUT, Torino (1998) G. Naldi, L. Pareschi, G. Aletti Matematica I ( Algebra Lineare ) -McGraw-Hill (2003) P.J. Pritchard MATHCAD per lingegneria McGraw-Hill (1999)

NOTATipologia di insegnamento Tradizionale. Lezioni ed esercitazioni frontali in aula. Lezioni ed esercitazioni in aulainformatica. Propedeuticit Matematica Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza aicorsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle ore previste. Modalit desameLesame si svolge, di norma, come segue: a) prova di laboratorio in aula informatizzata che prevede losvolgimento di esercizi, relativi agli argomenti trattati, in ambiente Mathcad e QBasic. b) prova orale cheprevede lesposizione degli argomenti svolti a lezione. Il superamento dellesame comporta lesito positivo dientrambe le prove.

ORARIO LEZIONI


Nota: Aula 12-Centro della Innovazione -Via Quarello 11 Torino.

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=3c02

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Calcolo Numerico A.A.2008/2009Codice: M8009CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Prof. Vittoria DemichelisRecapito: 0116702832 [[email protected]]Tipologia: Di baseAnno: 1 annoCrediti/Valenza: 4SSD: MAT/08 - analisi numericaAnno accademico: 2008/2009

OBIETTIVIIl corso si propone di fornire agli studenti: La conoscenza di metodi numerici per lapprossimazione di dati e diintegrali, per il calcolo delle radici di unequazione e per la risoluzione di equazioni differenziali ordinarie. Lacapacit di applicare tali metodi alla risoluzione di semplici problemi. Le nozioni di base ed alcuni esempiapplicativi sullanalisi di Fourier e sulle trasformate.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOLallievo dovr possedere una buona conoscenza dei seguenti argomenti: Approssimazione ai minimi quadrati einterpolazione di dati sperimentali e di funzioni mediante polinomi e polinomi a tratti. Metodi per approssimaregli zeri di una funzione. Tecniche numeriche di base per il calcolo di integrali. Risoluzione numerica diequazioni differenziali ordinarie con condizioni inziali. Nozioni di base sui coefficienti e sulla serie di Fourier diuna funzione e sulle trasformate di Fourier . Trasformata e antitrasformata discreta di Fourier e loro applicazioneallanalisi e alla sintesi di un insieme di misure sperimentali. Implementazione in ambiente MATHCAD eBASIC dei metodi numerici e loro applicazione alla soluzione di semplici problemi.

PROGRAMMA

Metodologia didattica

La metodologia didattica impiegata consiste in: Lezioni in aula

Lezioni ed esercitazioni in aula informatizzata

Programma, articolazione e carico didattico

Argomento Ore Lez. Ore Eserc. Totale Ore Interpolazione di dati e di funzioni. Polinomio di interpolazione diNewton alle differenze divise, funzioni spline cubiche, interpolazione trigonometrica. Funzioni Mathcad perl'interpolazione. 6 2 8 Approssimazione ai minimi quadrati. Polinomio di approssimazione ai minimiquadrati. Retta di regressione, problemi riconducibili al caso lineare. Funzioni Mathcad perl'approssimazione ai minimi quadrati. 3 2 5 Radici di equazioni non lineari. Metodi di bisezione, dellesecanti, delle tangenti. Ordine di convergenza e criteri di arresto. 3 2 5 Integrazione numerica. Formule diquadratura di Newton- Cotes. Stima dell'errore. Formule composte. Funzioni Mathcad perl'integrazione numerica. 4 2 6 Risoluzione di equazioni differenziali ordinarie. Metodi ad un passo. 4 2 6Trasformate. Serie e coefficienti di Fourier di una funzione.Cenni sulle trasformate di Fourier . FunzioniMathcad per i coefficienti e le trasformate di Fourier. 7 2 9 Trasformate discrete. Analisi e sintesi di un insiemedi misure sperimentali mediante la trasformata e l'antitrasformata discreta di Fourier, trasformata rapida diFourier. Funzioni Mathcad per le trasformate discrete di Fourier. 4 2 6 Totale 31 14 45

Modalit di verifica/esame

Lesame si svolge , di norma, come segue :

a) prova di laboratorio in aula informatizzata che prevede lo svolgimento di esercizi, relativi agli argomentitrattati, mediante il pacchetto scientifico MATHCAD ed il linguaggio BASIC

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b) prova orale che prevede l'esposizione degli argomenti svolti a lezione.

Il superamento dell'esame comporta l'esito positivo di entrambe le prove.

TESTII testi base consigliati per il corso sono: C. Dagnino V. Demichelis Appunti di Calcolo Numerico (2001) M.Bramanti C.D. Pagani S. Salsa - Matematica Zanichelli (2000) G. Monegato 100 pagine di elementi di CalcoloNumerico Levrotto & Bella, Torino (1997) E consigliato lutilizzo del seguente materiale per approfondimenti eintegrazioni: G. Monegato Fondamenti di Calcolo Numerico CLUT (1998) K. Atkinson Elementary NumericalAnalysis John Wiley & Sons (1993) P.J. Pritchard MATHCAD per lingegneria McGraw-Hill (1999)

ORARIO LEZIONI


Nota: Aula 12- Via Quarello 11- Torino

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=a8e3

Chimica Analitica dei MaterialiCodice: MFN0667CdL: Corso di Laurea in Scienza dei Materiali (D.M. 270)Docente: Recapito: []Tipologia: CaratterizzanteAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 6SSD: CHIM/06 - chimica organicaAnno accademico: 2011/2012

OBIETTIVILo studente dovr essere in grado di valutare un protocollo di analisi per un materiale, dal campionamento, allapreparazione del campione ed alla scelta del metodo . Dovr quindi essere in grado di ottimizzare le condizionisperimentali sulla base degli equilibri coinvolti e valutare le diverse metodiche sulla base del loro campo diapplicazione, delle loro potenzialit e dei loro limiti.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOConoscere gli effetti degli equilibri chimici nellanalisi chimica Conoscere le principali tecniche strumentali e leloro applicazioni allanalisi di materiali Sapere scegliere una tecnica di analisi

PROGRAMMA

Italiano

Il problema analitico dal campionamento al risultato significativo Precisione e accuratezza di una misura,individuazione e trattamento dell'errore. Test di ipotesi e significativit. Eliminazione di dati anomali. Validazione di un metodo analitico. Procedure di calibrazione e tipologie di standard. Sensibilit e limite dirilevabilit. Il campionamento e la preparazione del campione per l'analisi. Procedure di estrazione epreconcentrazione L'equilibrio chimico. Costanti di dissociazione. Formazione di complessi in soluzione.Costanti di stabilit. Costanti condizionali. Solubilit. Equilibri redox. Applicazioni alla chimica analitica

7

dell'estrazione con solvente . Fenomeni di adsorbimento. Le tecniche volumetriche Generalit dielettrodica. L'equazione di Butler-Volmer. Cenni allo studio della corrosione dei materiali metallici. Laspettrofotometria di assorbimento UV-vis. La tecnica potenziometrica. Misure di pH. Altri elettrodiiono-selettivi. Cenni alle applicazioni di polarografia e voltammetria all'analisi dei materiali metallici. Analisi elementare inorganica: fluorescenza di raggi X, spettroscopia di assorbimento ed emissione atomica,spettroscopia di emissione atomica con plasma ad accoppiamento induttivo: teoria ed applicazioni Analisielementare organica: principi, strumentazione ed applicazioni Metodi cromatografici: principi ed applicazionidi HPLC e gascromatografia nell'analisi dei materiali

IngleseAnalytical strategies: from sampling to final results. Precision and accuracy of a measure; error management.Hypothesis tests; outliers. Analysis validation. Calibration protocols and standards. Sensitivity and limit ofdetection. Sampling, sample pre-treatment, extraction and pre-concentration. Equilibrium analysis in solution :protonation constants, complex formation, heterogeneous equilibria, redox equilibria. Solvent extraction.Adsorption processes. Volumetric analysis. Electrodics and equation of Butler-Volmer. Introduction to metalcorrosion UV-vis spectroscopy Potentiometry; pH measurement and other ion-selective electrodes. Overlok onpolarography and voltammetry in material analysis Elemental inorganic analysis: X-ray fluorescence; atomicabsorption spectroscopy; inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy. Theoretical aspects andapplications. Elemental organic analysis; theoretical aspects and applications Theoretical aspects andapplications of HPLC and GC to material analysis Mass spectrometry and hyphenated techniques: GC-MS andICP-MS. Theoretical aspects and applications. La spettrometria di massa e le tecniche accoppiate GC-MS eICP-MS: principi ed applicazioni

TESTIE. Prenesti, P.G. Daniele, CHIMICA ANALITICA, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 2001 D. Skoog, J.Leary,CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE, EdiSES

NOTATipologia insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali. Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria.La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle ore previste. Modalitdi verifica/esame Esame orale

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=adc8

Chimica Analitica dei MaterialiCodice: M8077CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Prof. Alessandra Bianco Prevot, Prof. Pier Giuseppe DanieleRecapito: 011-6707634 [[email protected]]Tipologia: CaratterizzanteAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 6SSD: CHIM/01 - chimica analiticaAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIIl corso si propone di fornire agli studenti fondamenti ed applicazioni allanalisi chimica dei materiali, dellemetodologie analitiche classiche (equilibri chimici e volumetria), delle spettroscopie atomiche e molecolari, dellaspettrometria di massa, delle metodologie elettrochimiche (con particolare riferimento ai fenomeni di corrosione)e delle metodologie separative strumentali. Verranno altres fornite le conoscenze necessarie per la scelta delmetodo analitico ottimale e per la valutazione dei risultati

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RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOLo studente dovr essere in grado di valutare un protocollo di analisi per un materiale, dal campionamento, allapreparazione del campione, alla scelta del metodo fino alla discussione critica del risultato ottenuto. Dovrquindi essere in grado di ottimizzare le condizioni sperimentali sulla base degli equilibri coinvolti e valutare lediverse metodiche sulla base del loro campo di applicazione, delle loro potenzialit e dei loro limiti

PROGRAMMA

Il problema analitico dal campionamento al risultatosignificativoPrecisione e accuratezza di una misura, individuazione etrattamento dell'errore. Test di ipotesi e significativit.Eliminazione di dati anomali.Validazione di un metodo analitico. Procedure dicalibrazione e tipologie di standard. Sensibilit e limite dirilevabilit.

Il campionamento e la preparazione del campione perl'analisi. Procedure di estrazione e preconcentrazioneL'equilibrio chimico. Costanti di dissociazione. Formazionedi complessi in soluzione. Costanti di stabilit. Costanticondizionali. Solubilit. Equilibri redox.Applicazioni alla chimica analitica dell'estrazione consolvente . Fenomeni di adsorbimento.Le tecniche volumetriche

Generalit di elettrodica. L'equazione di Butler-Volmer.Cenni allo studio della corrosione dei materiali metallici.La spettrofotometria di assorbimento UV-vis.

La tecnica potenziometrica. Misure di pH. Altri elettrodiiono-selettivi. Cenni alle applicazioni di polarografia evoltammetria all'analisi dei materiali metallici.Analisi elementare inorganica: fluorescenza di raggi X,spettroscopia di assorbimento ed emissione atomica,spettroscopia di emissione atomica con plasma adaccoppiamento induttivo: teoria ed applicazioniAnalisi elementare organica: principi, strumentazione edapplicazioniMetodi cromatografici: principi ed applicazioni di HPLC egascromatografia nell'analisi dei materialiLa spettrometria di massa e le tecniche accoppiate GC-MS eICP-MS: principi ed applicazioni

TESTIE. Prenesti, P.G. Daniele, CHIMICA ANALITICA, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 2001 D. Skoog, J.Leary,CHIMICA ANALITICA STRUMENTALE, EdiSES

ORARIO LEZIONI


Nota: Aula 14- Centro della Innovazione- Via Quarello 11

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http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=3bcd

Chimica Analitica dei MaterialiCodice: MFN0748CdL: MagistraleDocente: Prof. Pier Giuseppe Daniele (Titolare del corso), Prof. Valter Maurino (Titolare del corso)Recapito: 011 6707610 [[email protected]]Tipologia: Affine o integrativoAnno: 1 annoCrediti/Valenza: 4SSD: CHIM/01 - chimica analiticaAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIIl corso si propone di fornire fondamenti ed applicazioni di alcune metodologie analitiche rilevanti nella scienzadei materiali, con particolare riferimento alla caratterizzazione di materiali metallici, materiali colloidali emacromolecole. Si propone altres di fornire le basi per limplementazione dei sistemi qualit nel laboratoriochimico. Le esperienze riguarderanno lottimizzazione di metodologie analitiche per lanalisi elementare ecomposizionale dei materiali.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOLo studente dovr avere la capacit di scegliere il metodo analitico pi adatto e di valutare criticamente i risultatiottenuti.

PROGRAMMA

ItalianoImplementazione del sistema qualit nel laboratorio chimico: validazione di una procedura analitica;metodologie di calibrazione, uso di standard certificati, confronto tra metodi. Metodologie analitiche per lacaratterizzazione di leghe metalliche: spettroscopia in assorbimento atomico con atomizzatore a fiamma o confornetto di grafite e spettroscopia di emissione atomica con plasma ad accoppiamento induttivo. Metodologieanalitiche per la caratterizzazione dimensionale di colloidi e nanoparticelle: cromatografia di esclusione, FieldFlow Fractionation, diffusione di luce laser (elastica e quasielastica) Metodologie avanzate di spettrometria dimassa: massa-massa, spettrometria di massa a ioni secondari, accoppiamento cromatografia liquida-spettrometriadi massa. Tecniche elettrochimiche ad elevata risoluzione spaziale: scanning electrochemical microscopy.Esercitazioni di laboratorio. Esempi di ottimizzazione di una tecnica analitica: a) analisi dei componentiminoritari in tracce di una lega, previo opportuno attacco e dissoluzione del campione, mediante spettroscopia inassorbimento atomico e spettroscopia di emissione atomica a plasma; b) analisi e caratterizzazione medianteGC-MS ed LC-MS di additivi presenti in materiali polimerici.

IngleseImplementation of quality system in the chemical laboratory: analytical procedure validation; calibrationmethodologies;use of certified reference materials; comparison among different analytical techniques. -Analytical methodologies for characterization of metal alloys: atomic absorption spectroscopy (flame andgraphite furnace atomization) and ICP AES. - Analytical methodologies for dimensional characterization ofcolloids and nanoparticles: exclusion cromatography, Field Flow Fractionation, laser light diffusion (elastic andquasielastic) - Mass Spectrometry advanced methodologies: MS-MS, secondary ion mass spectrometry, LC-MS.- Electrochemical techniques at high space resolution: scanning electrochemical microscopy. - Laboratorypracticals. Optimization of an analytical determination: a) the determination of the trace element present in ametal alloy by atomic absorption spectroscopy and ICP-AES, after suitable sample disgregation and dissolution;b) determination of additives in polymeric materials by GC-MS and LC-MS.

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TESTID. Skoog, J. Leary, Chimica Analitica Strumentale, EdiSES Dispense fornite dal docente

NOTAInsegnamento comune ai due indirizzi Tipologia insegnamento Tradizionale-Lezioni-Laboratorio Frequenza Lafrequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essereinferiore al 70% delle ore previste Modalit di verifica/esame Orale con voto

ORARIO LEZIONI


http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=2c61

Chimica Analitica dei Materiali non attivato nella.a. 2009/2010Codice: S8295CdL: Corso di Laurea SpecialisticaDocente: Prof. Pier Giuseppe Daniele, Prof. Valter MaurinoRecapito: 011 6707610 [[email protected]]Tipologia: Affine o integrativoAnno: 1 annoCrediti/Valenza: 4Anno accademico: 2008/2009

ORARIO LEZIONI


http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=934c

Chimica dei MaterialiCodice: MFN0664CdL: Corso di Laurea in Scienza dei Materiali (D.M. 270)Docente: Recapito: []Tipologia: CaratterizzanteAnno: 2 annoCrediti/Valenza: 8SSD: CHIM/03 - chimica generale e inorganicaAnno accademico: 2010/2011

OBIETTIVIAcquisire familiarit con losservazione e la comprensione delle principali strutture solide di interesse nel campodei materiali . Acquisire i concetti relativi alla chimica dei solidi con particolare attenzione a energia reticolare edifettistica. Collegare le propriet generali ad applicazioni precise di materiali strutturali e funzionali.

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RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOConoscenza degli elementi principali della chimica di stato solido, conoscenza dei materiali di tipo ceramico,conoscenza di alcune propriet fondamentali dei materiali ( meccaniche, ottiche elettriche)

PROGRAMMA

Italiano

Introduzione ai Materiali. Richiami alle strutture cristallinedi riferimento. solidi binari e ternari. Cenni di cristallochimica: legame chimico nei solidi. Solidi covalenti,ionici, metallici, molecolari. Solidi ionici. Esistenza e dimensione degli ioni. Principi generali chepresiedono alla formazione di solidi ionici. Condizioni di formazione di un solido ionico: elettroneutralit locale,rapporto tra raggi ionici. L'energia reticolare nei solidi ionici. Equazioni di Born Land e Born Mayer. Ilciclo termodinamico di Born-Haber. Elementi di transizione e cristalli ionici. Teoria del campo cristallino.Propriet magnetiche degli ioni di transizione in cristalli. Energia di stabilizzazione di campo cristallino. Illaser a rubino. DIFETTI PUNTUALI NEI CRISTALLI IONICI.Tipologia dei difetti. Difetti puntuali intrinseci. Concentrazione di difetti in solidi ionici. La conducibilit ionicanei solidi. Conduttori fast-ion (ioduro dargento, beta allumina, etc.) e loro applicazioni. Materiali per batterie.Cenni alle celle a combustibile. I centri di colore. Difetti puntuali non stechiometrici. Soluzioni solide. Difettialiovalenti e induzione di valenza. LEGAME CHIMICO E PROPRIETA' ELETTRICHE DEISOLIDI Cenni alle teorie sullo stato degli elettroni nei solidi cristallini. Conduzioneelettronica nei metalli. Cenni alla teoria dell'elettrone libero e alla teoria delle bande. Densit di stati.Conduttori metallici, isolanti, semiconduttori intrinseci. Semiconduttori estrinseci. Superconduttori ad altatemperatura MATERIALI CERAMICI Ceramici tradizionali e silicati. I fillosilicati e le argille. I ceramicitradizionali.: composizione, tecnologie di preparazione. Casting. Processi di cottura. Trasformazioni fisiche echimiche nella cottura. Ceramici avanzati o neoceramici. Refrattari e ceramici speciali. LEGANTI Leganti aerei e idraulici . Il cemento Portland.Composizione dei cementi ordinari e processi di preparazione. Idratazione dei cementi. Propriet fisiche emeccaniche dei cementi. Calcestruzzi e calcestruzzi armati. VETRI Formazione di fasivetrose per raffreddamento da fuso: la transizione vetrosa. Tendenza alla formazione di vetri Formatori emodificatori di reticolo Composizione dei vetriLavorazione del vetro. Trattamenti termici su manufatti di vetroZEOLITI Struttura dei principali sistemi zeolitici, propriet delle zeoliti. Setacci molecolari, catalizzatori sizeselective PROVE MECCANICHE SUI MATERIALI Prove ditrazione. Legge di Hooke e modulo di Young. Fase elastica e fase plastica. carico di snervamento e di rottura.Tenacit. Prove d'urto. Prove di fatica. Durezza Scorrimento viscoso o creep TECNICHE DI SINTESI DISOLIDI INORGANICI Il metodo sol-gel. Sintesi di un borosilicatosodico per via sol-gel. Metodi CVD e CVT .Metodo idrotermale. Sintesi con microonde.

IngleseIntroduction to materials Structural aspects of solid materials. The main structural families. Crystal chemistry.Chemical bond in solids. Ionic solids. Ions and their size. Pauling laws on ionic solids. Lattice energy andrelated equations. Born-Haber cycle. Crystal field theory. Magnetic properties of transitino metal ions. Crystalfield stabilisation energy. Point defects in ionic solids. Mobility of point defects and ionic conductivity. Fast ionconductors and their applications. Batteries, Fuel cells. Color centres. Non stoichiometric defects. Chemical bondand electric properties. Semiconductors and extrinsic semiconductors. Superconductors. Ceramic materials.Chemistry of silicates. Technology of ceramic preparation. Advanced ceramic materials. Cements. Portlandcement, preparation, composition properties. Glasses. The glass transition. Oxide glasses: composition andproperties. Glass technologies. Zeolites. Structure of zeolites. Properties: molecular sieves, size selectivecatalysts. Mechanical properties of materials. Testing. Stress strain diagrams. Advanced synthesis of inorganicsolids. Sol gel synthesis. Chemical vapor deposition.

TESTICallister Scienza e Ingegneria dei Materiali. Dispense del Docente.

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NOTATipologia insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali e laboratorio. Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle orepreviste. Modalit di verifica/esame Esame scritto + colloquio orale

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=8864

Chimica dei MaterialiCodice: M8027CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Prof. Elio GiamelloRecapito: 0116707574 [[email protected]]Tipologia: CaratterizzanteAnno: 2 annoCrediti/Valenza: 5Anno accademico: 2009/2010

PROGRAMMA

Programma dettagliato del corso alla Voce "Materiale Didattico"

NOTATipologia di insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali in aula. Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle orepreviste.

ORARIO LEZIONI


Nota: Aula 13-Centro della Innovazione-Via Quarello

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=e314

Chimica dei Materiali AvanzatiCodice: M8049CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Prof. Domenica ScaranoRecapito: 011/6707834 [[email protected]]Tipologia: Altre attivitAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 2Anno accademico: 2009/2010

NOTATipologia di insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali. Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria.La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle ore previste.

ORARIO LEZIONI

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Nota: Aula 14 - Via Quarello 11

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=65b3

Chimica delle MacromolecoleCodice: M8044CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Dott. Francesco Trotta (Titolare del corso)Recapito: [[email protected]]Tipologia: Altre attivitAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 2Anno accademico: 2009/2010

NOTATipologia di insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali. Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria.La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle ore previste. Ilprogramma dettagliato del corso si trova nella sezione "Materiale Didattico"

ORARIO LEZIONI


http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=e4f7

Chimica dello Stato SolidoCodice: MFN0750CdL: MagistraleDocente: Dott. Maria Cristina Paganini (Titolare del corso)Recapito: 0116707576 [[email protected]]Tipologia: CaratterizzanteAnno: 1 annoCrediti/Valenza: 4SSD: CHIM/03 - chimica generale e inorganicaAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIIl Corso si propone di presentare in modo esaustivo ed approfondito le problematiche inerenti la struttura e lareattivit degli ossidi sia binari che ternari. In particolare verr evidenziato come possono variare le propriet infunzione del tipo e della quantit di difetti presenti nella struttura o sulla superficie degli ossidi stessi. Verrquindi presentata nei dettagli la spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica, tecnica principenellindividuazione dei difetti e della loro reattivit.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOConoscere la struttura degli ossidi e le loro propriet macroscopiche. Saper individuare ed interpretare il ruolodei vari difetti di bulk e superficiali nella struttura di un ossido.

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PROGRAMMA

ItalianoLezioni: Introduzione allo stato solido, Ossidi dei metali: aspetti chimici e strutturali. Strutture degli ossidi binarie ternari: gli impacchettamenti. La classificazione elettronica degli ossidi: modello a bande. La nonstechiometricit: i difetti. La spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica: teoria e applicazioni.

IngleseIntroduction to the solid state. Metal oxides: structural and chemical aspects. Binari and ternary oxides and theirstructures. Electronic classification of oxides: band structure. Non stoichiometry: the defects of the solids.Electron Paramagnetic Resonance: theory and applications.

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TESTIWest, Basic Solid state Chemistry, Wiley editore, Callister, Scienza e Ingegneria dei Materiali, Edises editore,Dispende del docente.

NOTAInsegnamento dellIndirizzo Teorico Tipologia insegnamento Tradizionale-Lezioni frontali Frequenza Lafrequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essereinferiore al 70% delle ore previste Modalit di verifica/esame Esame orale con voto.

ORARIO LEZIONI



Chimica dello Stato Solido con LaboratorioCodice: MFN0749CdL: MagistraleDocente: Dott. Maria Cristina Paganini (Titolare del corso)Recapito: 0116707576 [[email protected]]Tipologia: CaratterizzanteAnno: 1 annoCrediti/Valenza: 6SSD: CHIM/06 - chimica organicaAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIIl Corso si propone di presentare in modo esaustivo ed approfondito le problematiche inerenti la struttura e lareattivit degli ossidi sia binari che ternari. In particolare verr evidenziato come possono variare le propriet infunzione del tipo e della quantit di difetti presenti nella struttura o sulla superficie degli ossidi stessi. Verrquindi presentata nei dettagli la spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica, tecnica principenellindividuazione dei difetti e della loro reattivit.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOConoscere la struttura degli ossidi e le loro propriet macroscopiche. Saper individuare ed interpretare il ruolodei vari difetti di bulk e superficiali nella struttura di un ossido.

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PROGRAMMA

Italiano

Lezioni: Introduzione allo stato solido, Ossidi dei metali: aspetti chimici e strutturali. Strutture degli ossidi binarie ternari: gli impacchettamenti. La classificazione elettronica degli ossidi: modello a bande. La nonstechiometricit: i difetti. La spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica: teoria e applicazioni.Laboratorio: Preparazione con diverse tecniche di sintesi di ossidi semplici e misti. Loro caratterizzazionestrutturale ed ottica. Analisi e studio dei difetti attraverso la tecnica di risonanza paramagnetica elettronica.

IngleseIntroduction to the solid state. Metal oxides: structural and chemical aspects. Binari and ternary oxides and theirstructures. Electronic classification of oxides: band structure. Non stoichiometry: the defects of the solids.Electron Paramagnetic Resonance: theory and applications. Laboratory: Using different synthesis thecnque,preparation of simple and mixed oxides. Structural and optical characterization. Study of defects of the systemthrough the EPR technique.

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TESTIWest, Basic Solid state Chemistry, Wiley editore, Callister, Scienza e Ingegneria dei Materiali, Edises editore,Dispende del docente.

NOTAInsegnamento dellIndirizzo Sperimentale Tipologia insegnamento Tradizionale-Lezione-Laboratorio FrequenzaLa frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essereinferiore al 70% delle ore previste. Modalit di verifica/esame Esame con voto. Gli studenti sono invitati apreparare una presentazione in power point sui risultati ottenuti dalle esperienze di laboratorio. Lesposizione deirisultati viene proposta a tutti gli studenti che hanno seguito il corso. Dopo lesposizione ci sar una brevediscussione sui risultati ottenuti e un breve colloqui sul programma svolto a lezione.

ORARIO LEZIONI


http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=97b7

Chimica e Tecnologia dei PolimeriCodice: M8029CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Dott. Dominique ScalaroneRecapito: 0116707546 [[email protected]]Tipologia: CaratterizzanteAnno: 2 annoCrediti/Valenza: 5SSD: CHIM/05 - scienza e tecnologia dei materiali polimericiAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIVengono impartite le nozioni fondamentali sulla struttura dei materiali polimerici e sulla loro complessit dicostituzione chimica e molecolare, sulle loro caratteristiche fisico-chimiche e modalit di trasformazione inoggetti finiti. La trattazione mira principalmente alla comprensione delle relazioni tra comportamentomacroscopico e tipologie di composti macromolecolari.

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RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOObiettivo del corso quello di fornire agli studenti una conoscenza sufficiente di: i. struttura, costituzione emorfologia dei materiali polimerici ii. modalit di preparazione e relazioni con le caratteristiche dei materiali; iii.propriet chimiche, termiche, ottiche, elettriche, meccaniche; iv. tecnologie di trasformazione per le applicazionicome materie plastiche, gomme, fibre, film e prodotti vernicianti, compositi, polimeri funzionali.

PROGRAMMA

Introduzione ai materiali polimerici: cenni storici, aspetti economici, produzione e consumo di materie plastiche.Definizione di polimero e classificazioni. Struttura e nomenclatura dei polimeri. Microstruttura: polimeri lineari,ramificati, reticolati; omopolimeri e copolimeri alternati, a blocchi, statistici, a innesto; isomerie di sequenza,geometriche, stereoisomerie; analisi conformazionale delle molecole organiche. (5 ore)

Elementi di sintesi dei polimeri. Polimerizzazioni a stadi e a catena. Processi di polimerizzazione: in massa, insoluzione, in dispersione. (4 ore)

Pesi molecolari medi e distribuzioni dei pesi molecolari. Determinazione del peso molecolare: metodi basatisulle propriet colligative; diffusione della luce e diagramma di Zimm; metodo viscosimetrico; cromatografia diesclusione dimensionale (SEC), taratura diretta e taratura universale. (4 ore)

Solubilit dei polimeri: effetto della struttura chimica e molecolare. Il parametro di solubilit tridimensionale.Miscele polimeriche. (4 ore)

Organizzazione dei polimeri allo stato solido. Polimeri amorfi e semicristallini. Temperatura di transizionevetrosa. Lo stato gommoso. Elastomeri e vulcanizzazione. Forme cristalline. Temperatura di fusione. Fattoristrutturali che determinano la cristallinit. (5 ore)

Propriet ottiche. Propriet elettriche. Propriet meccaniche e reologiche dei polimeri. Curvesforzo-deformazione, creep, curve di fatica. Resistenza agli urti. Analisi termo- e dinamico-meccanica. Flussoviscoso dei polimeri. Comportamento newtoniano e pseudoplastico. (8 ore)

Processi di trasformazione: stampaggio, estrusione, soffiatura, calandratura. Deformazioni allo stato gommoso.Formatura per colata e reazione. Fattori che controllano la lavorabilit. Gli additivi nei materiali polimerici. Icompositi. (6 ore)

Reattivit e stabilit dei polimeri. Degrado termico e fotochimico delle strutture polimeriche. Meccanismo diossidazione. Applicazioni industriali dei processi degradativi. Stabilizzazione di materiali polimerici. (4 ore)

Pre-requisiti in ingresso: fondamenti di chimica organica.

Competenze minime in uscita: conoscenza di struttura e propriet dei principali tipi di composti polimerici.Comprensione delle differenze costitutive, morfologiche e conformazionali tra plastomeri, elastomeri etermoindurenti.

TESTILucidi e appunti delle lezioni S. Brckner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia, Scienza e tecnologia deimateriali polimerici, EdiSES, Napoli, 2002 P. C. Painter, M. M. Coleman, Fundamentals of Polymer Science,Technomic Publishing, 1998. W. D. Callister, Scienza ed Ingegneria dei Materiali, EdiSES, Napoli, 2002. AA.VV, Fondamenti di Scienza dei Polimeri, Pacini editore, Pisa 1998.

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NOTATipologia di insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali in aula. Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle orepreviste. Modalit desame Lesame prevede una prova orale di 30-40 minuti atta a verificare il livello diapprendimento e il grado di assimilazione delle tematiche presentate. La valutazione si basa sul livello delleconoscenze acquisite, sulla correttezza di espressione e di terminologia, e sulla capacit di collegamento deiconcetti.

ORARIO LEZIONI


Nota: Le lezioni si tengono in Aula 13- Centro della Innovazione-Via Quarello 11

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=b214

Chimica e Tecnologia dei Polimeri con LaboratorioCodice: MFN0661CdL: Corso di Laurea in Scienza dei Materiali (D.M. 270)Docente: Recapito: []Tipologia: CaratterizzanteAnno: 2 annoCrediti/Valenza: 8SSD: CHIM/04 - chimica industrialeAnno accademico: 2010/2011

OBIETTIVIObiettivo del corso quello di fornire agli studenti una conoscenza sufficiente di: I. struttura, costituzione emorfologia dei materiali polimerici; II. relazioni struttura- propriet chimiche, termiche, ottiche, elettriche,meccaniche; III. tecnologie di trasformazione per le applicazioni come materie plastiche, gomme, fibre, film eprodotti vernicianti; IV. classi di polimeri e loro principali applicazioni industriali

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOConoscenza di struttura e propriet dei principali tipi di composti polimerici. Comprensione delle differenzecostitutive, morfologiche e conformazionali tra plastomeri, elastomeri e termoindurenti. Conoscenza delleapplicazioni delle principali classi di materiali polimerici. Conoscenza delle principali tecniche dicaratterizzazione dei polimeri.

PROGRAMMA

Italiano

Introduzione ai materiali polimerici: cenni storici, aspetti economici. Definizione di polimero e classificazioni.Struttura e nomenclatura dei polimeri. Microstruttura: polimeri lineari, ramificati, reticolati; omopolimeri ecopolimeri; isomerie di sequenza e geometriche, stereoisomerie; analisi conformazionale delle molecoleorganiche. Elementi di sintesi dei polimeri. Polimerizzazioni a stadi e a catena. Processi di polimerizzazione: inmassa, in soluzione, in dispersione. Pesi molecolari medi e distribuzioni dei pesi molecolari. Determinazione delpeso molecolare: metodi basati sulle propriet colligative, diffusione della luce, metodo viscosimetrico,cromatografia di esclusione dimensionale (SEC). Solubilit dei polimeri. Il parametro di solubilittridimensionale. Miscele polimeriche. Diagramma di fase di soluzioni e mescole polimeriche. Organizzazionedei polimeri allo stato solido. Polimeri amorfi e semicristallini. Temperatura di transizione vetrosa. Temperaturadi fusione. Lo stato gommoso. Elastomeri e vulcanizzazione. Forme cristalline. Fattori strutturali che

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determinano la cristallinit. Propriet ottiche. Propriet elettriche. Propriet meccaniche e reologiche deipolimeri. Curve sforzo-deformazione. Viscoelasticit. Frattura. Flusso viscoso dei polimeri. Comportamentonewtoniano e pseudoplastico. Processi di trasformazione: stampaggio, estrusione, soffiatura, calandratura,filatura, formatura per colata e reazione. Fattori che controllano la lavorabilit. Gli additivi nei materialipolimerici. I compositi. Reattivit e stabilit dei polimeri. Degrado termico e fotochimico delle strutturepolimeriche. Meccanismo di ossidazione. Stabilizzazione di materiali polimerici. Descrizione delle principaliclassi di materiali polimerici: sintesi, propriet e applicazioni di poliolefine, polivinilcloruro, polimeri stirenici,polimeri acrilici, poliammidi, poliesteri, resine fenolo-formaldeide, resine epossidiche, poliuretani. Esperienze dilaboratorio: identificazione di una campione incognito mediante misure di densit, comportamento meccanico atemperatura ambiente, prove di solubilit, comportamento alla fiamma. Spettroscopia infrarossa. Transizionitermiche e stabilit termica dei materiali polimerici madiante DSC e TGA. Prove di trazione. Viscosimetria.

IngleseIntroduction to polymer chemistry: historical and economic aspects. Definition of polymer. Classification,structure and nomenclature. Microstructure: linear, branched and cross-linked polymers; homopolymers andcopolymers; sequence, geometric, configurational isomerizations; conformations. Introduction to polymersynthesis: step-growth and radical polymerizations. Bulk, solution, dispersion polymerization processes.Molecular weight and molecular weight distributions. Determination of molecular weight by colligativeproperties, light scattering, solution viscosimetry and size esclusion chromatography. Polymer solutions andblends. Solubility parameters. Phase diagram of polymer solutions and blends. States of matter in polymermaterials. Amorphous and semicrystalline polymers. Factors affecting the glass transition temperature, themelting temperature and crystallization. Elastomers and vulcanization. Optical and electric properties.Mechanical and rheological properties. Stress-strain behaviour, Viscoelasticity. Failure. Viscosity. Newtonianand non-Newtonian fluids. Technology of polymer materials: moulding, extrusion, blow-moulding, calendering,spinning. Factors affecting the processing of polymers. Polymer additives and composites. Reactivity andstability of polymers. Thermal and photo-chemical degradation. Oxidation of polymers. Stabilization. Synthesis,properties and applications of polymer materials: polyolefins, poly(vinyl chloride), polysterene and styrenecopolymers, acrylic polymers, polyamides, polyesters, phenol-formaldehyde resins, epoxy resins, polyurethanes.Laboratory experiences: identification of an unknown polymer by density determination, mechanical behaviourat ambient temperature, solubility tests and combustion behaviour. Infrared spectroscopy. Thermal transitionsand thermal stability of polymer samples studied by DSC and TGA. Tensile tests. Viscosimetry.

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TESTIS. Brckner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia, Scienza e tecnologia dei materiali polimerici, EdiSES,Napoli, 2002 P. C. Painter, M. M. Coleman, Fundamentals of Polymer Science, Technomic Publishing, 1998. W.D. Callister, Scienza ed Ingegneria dei Materiali, EdiSES, Napoli, 2002. AA. VV, Fondamenti di Scienza deiPolimeri, Pacini editore, Pisa 1998. A. Panatotto, D. Piacentini, Conoscere le materie plastiche, EditricePromoplast, Milano, 2004 J.W. Nicholson, The Chemistry of Polymers, Royal Society of Chemistry, Cambridge,1997

NOTATipologia insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali, laboratorio, esercitazioniin aula Frequenza La frequenzaalle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al70% delle ore previste. Modalit di verifica/esame Prova orale di 30-40 minuti atta a verificare il livello diapprendimento e il grado di assimilazione delle tematiche presentate. La valutazione si basa sul livello delleconoscenze acquisite, sulla correttezza di espressione e di terminologia, e sulla capacit di collegamento deiconcetti.

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=cac2

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Chimica Elettroanalitica e CorrosioneCodice: M8064CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Prof. Pier Giuseppe DanieleRecapito: 011 6707610 [[email protected]]Tipologia: A scelta dello studenteAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 2SSD: CHIM/01 - chimica analiticaAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIConoscenza dei fondamenti elettrochimici della corrosione dei metalli, partendo dalle teorie correnti sugli aspettitermodinamici e cinetici delle reazioni elettrodiche. Conoscenza dei meccanismi di corrosione e dei metodi per laprevenzione e per la protezione dei metalli dalla corrosione. Conoscenza delle principali tecniche analitiche per ilcontrollo dei fenomeni corrosivi

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOCapacit di affrontare problemi connessi con la corrosione dei materiali metallici

PROGRAMMA

Approfondimento sull'eq. di Butler-Volmer. Aspetti sperimentali ed applicativi delle relazioni di Tafel.Applicazioni allo studio della corrosione dei materiali metallici.Trattazione descrittiva sulla rilevanza economica della corrosione. Modelli chimici che interpretano i fenomenicorrosivi e validazione sperimentale dei modelli proposti. Aspetti stechiometrici e termodinamici nell'interpretazione dei fenomeni di corrosione. Aspetti cineticinell'interpretazione dei fenomeni di corrosione. La passivazione.Fattori di corrosione relativi al materiale metallico e allambiente. La corrosione localizzata (contatto galvanico,per vaiolatura, in fessura, da stress, intergranulare, da erosione). Danneggiamento da idrogenoComportamento alla corrosione dei principali metalli e loro leghe.Prevenzione e protezione: inibitori di corrosione; modificazioni superficiali (rivestimenti metallici, non metallici,fosfatazione); protezione catodicaTecniche analitiche di controllo.

ORARIO LEZIONI


Nota: Aula 14 Via Quarello 11

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=f3fc

Chimica Fisica Codice: NFN0746CdL: MagistraleDocente: Prof. Roberto Dovesi (Titolare del corso), Prof. Anna Chiorino (Titolare del corso)Recapito: 0116707561 [[email protected]]Tipologia: CaratterizzanteAnno: 1 annoCrediti/Valenza: 8SSD: CHIM/02 - chimica fisica

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Anno accademico: 2009/2010

OBIETTIVINella prima parte il corso si propone di fornire strumenti generali per la costruzione di funzioni dondamultielettroniche Nella seconda, strumenti teorici e tecniche sperimentali che permettano la comprensione deifenomeni di superficie.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOComprensione dei fattori dominanti dellinterazione interelettronica, e conoscenza delle tecniche teoriche picomuni per il loro studio. Capacit di prevedere, interpretare e studiare con le opportune tecniche sperimentali ifenomeni alle interfasi liquido-solido, solido-solido e in particolare alla interfase solido-gas.

PROGRAMMA

ItalianoElementi di Chimica quantistica dei materiali.

Il problema multielettronico: funzioni multi e mono elettroniche; antisimmetria e detor.

Hamiltoniana e i suoi termini, operatori di momento angolare, mono e multielettronici.

Il metodo di Hartree-Fock e la sua equazione; elementi di matrice tra detor: le regole di Slater;l'Interazione di Configurazioni; Teorema di Brillouin; il metodo perturbativo di Moeller Plesset e ilCoupled Cluster. Il funzionale della densit.

I gruppi finiti e le regole di selezione per gli elementi di matrice, operatore proiezione; elementi di teoria dellebande, spazio reciproco e prima zona di Brillouin; funzioni di Bloch e teorema relativo.

Livello di Fermi e superficie di Fermi; il problema multielettronico per i sistemi cristallini.

Fenomeni dinterfaccia. Linterfaccia liquido-solido: viscosit, tensione superficiale e interfacciale, capillarit.L'interfaccia solido-gas ed il fenomeno delladsorbimento. Aspetti termodinamici elementari del processodadsorbimento e loro valutazione sperimentale. La fisisorzione: il modello BET, l'area superficiale, laporosit superficiale e loro determinazione. La chemisorzione: i principali tipi di isoterma, atti alla descrizionedella chemisorzione, e le informazioni che ne derivano. Chemisorzione molecolare e dissociativa su metalli, suossidi, su ossidi riducibili e su nanocompositi metallo-ossido: effetti elettronici, chemisorzione cumulativa edepletiva. L'interfaccia solido-solido: considerazioni termodinamiche all'interfaccia metallo-ossido (adesione, bagnabilit reciproca, riducibilit dell'ossido..), effetti elettroniciall'interfaccia metallo-semiconduttore. Metodi sperimentali per la caratterizzazione di sistemimetallo-ossido capaci di agire da catalizzatori per reazioni tra gas: valutazione del ruolo del supporto e delledimensioni delle particelle metalliche.

IngleseMaterials quantum chemistry. The multielectronic problem. Mono and multi-electronic functions; detor andantisymmetry. Terms in the hamiltonian. Mono and multi particle angular momentum operators. TheHartree-Fock method and equation. Matrix elements among detors: the Slater rules. The configurationInteraction, The Brillouin theorem. The Moeller Plesset perturbative scheme and the Coupled Cluster method.The Density Functional Theory.

Finite Groups and selection rules for the matrix elements of the hamiltonian. Projector Operator; Band theory;reciprocal space and first Brillouin zone. Bloch functions and Bloch theorem. The Fermi level and Fermi surface.The multielectronic problem for crystalline systems.

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Interface phenomena. Solid-liquid interface: viscosity, surface and interfacial tension, capillarity. Solid-gasinterface and adsorption. Elementary thermodynamic aspects of the adsorption process and their experimentalevaluation. Physisorption: BET model, surface area, surface porosity and their determination. Chemisorption:main isotherm models for its description and information that could arise from. Molecular and dissociativechemisorption on metals, oxides, reducible oxides, and on metal-oxide nanocomposites: electronic effects,cumulative and depletive chemisorption. Solid-solid interface: thermodynamic consideration at the metal-oxideinterface (adhesion, mutual wettability, oxide reducibility), electronic effects at the metal-semiconductorinterface. Experimental methods for the characterization of metal-oxide systems able to catalize reactionsbetween gases: evaluation of the support role and of the metal particle size role.

TESTIDispense fornite dai docenti

NOTAInsegnamento comune ai due indirizzi Tipologia insegnamento Tradizionale-Lezioni frontali e pratica dilaboratorio Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e non pu essere inferiore al 70% delle ore previste. Modalit di verifica/esame Lesame prevedeuna prova scritta, seguita da una prova orale integrativa nel corso della quale verr discussa e valutata larelazione scritta relativa alle esperienze di laboratorio.

ORARIO LEZIONI


http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=cbb3

Chimica Fisica dei MaterialiCodice: M8039CdL: Corso di Laurea Triennale in Scienza dei Materiali (D.M.509)Docente: Prof. Anna Chiorino, Prof. Flora BoccuzziRecapito: +39 0116707540 [[email protected]]Tipologia: CaratterizzanteAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 5SSD: CHIM/02 - chimica fisicaAnno accademico: 2009/2010

OBIETTIVIIl corso si propone di fornire agli studenti: modelli teorici e dati sperimentali che permettano di comprendere larelazione tra composizione, struttura e propriet di materiali diversi, analizzando e interpretando le loro proprietelettriche, ottiche, di superficie a partire dalla loro struttura e natura.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOLallievo dovr essere in grado di: descrivere e interpretare le propriet elettriche, ottiche, magnetiche, disuperficie e catalitiche di materiali solidi di diversa natura

PROGRAMMA

Cinetica chimica: equazioni cinetiche fenomenologiche, equazioni cinetiche integrate, ordine di reazione,esempi. Teorie e modelli cinetici, legge di Arrhenius, effetti della temperatura sulla cinetica. Superfici di energiapotenziale, cammino e coordinata di reazione. Energia di attivazione e catalisi. Struttura, composizione epropriet dei catalizzatori impiegati nelle marmitte catalitiche, degli elettrocatalizzatori delle celle a combustibilee dei catalizzatori utilizzabili per la produzione o purificazione dell'idrogeno. Ruolo delle dimensioni delle

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particelle delle fasi attive.

Difetti di stechiometria nei solidi: calcolo della pressione necessaria per avere una certa deviazione dallastechiometria per un dato disordine intrinseco. Range di esistenza delle fasi non stechiometriche: deviazionipiccole e grandi dalla stechiometria, ordinamento di difetti con o senza segregazione di nuove fasi, esempi.

Fenomeno della superconduzione: propriet termiche, termoelettriche, magnetiche, ottiche, effetto isotopico insuperconduttori a bassa temperatura critica a base di metalli e leghe. Teoria BCS per l'interpretazione delfenomeno nei superconduttori a bassa TC. Superconduttori di nuova generazione ad alta TC: ossidi cupratidifettivi tipo YBCO. Relazioni struttura propriet elettriche, collegamento tra deviazione dalla stechiometria evariazione TC. Fallimento teoria BCS e possibili interpretazioni del fenomeno. Cenni ad altri superconduttoritipo MgB2.

Introduzione alla propriet magnetiche dei materiali, approccio classico e fenomenologico, diamagnetismo,paramagnetismo. Tipi di materiali che presentano ordine magnetico, ferromagnetismo, antiferromagnetismo,ferrimagnetismo. Cenni ad un approccio quantomeccanico.

Forma delle bande di energia per metalli, isolanti e semiconduttori. Assorbimenti in isolanti e semiconduttori:assorbimento fondamentale diretto e indiretto, assorbimento da parte di difetti e impurezze, da parte di portatoriliberi di carica, eccitonico, reticolare, esempi.

Propriet dielettriche ed ottiche dei materiali, teorie per 'interpretazione delle propriet ottiche dei metallied esame di alcuni esempi di spettri ottici di metalli puri. Propriet ottiche di piccole particelle metalliche messea confronto con i metalli massivi, frequenza di risonanza plasmonica. Illustrazione di esempi. Applicazioni dellepropriet ottiche dei materiali: conversione fototermica dell'energia solare.

Conversione fotochimica e fotovoltaica dell'energia solare.

TESTII testi base consigliati per il corso sono: -P.W. Atkins chimica Fisica Zanichelli 1997 e il materiale usato alezione scaricabile dal sito come file pdf o power point. E inoltre consigliato lutilizzo del seguente materialeper approfondimenti e integrazioni: -R. J. D. Tilley Defect crystal chemistry and its applications Blackie & SonLtd (1987) -R. E. Hummel Electronic properties of materials, Springer-Verlag (1992) -J. Nowotny and L. C.Dufour, Surface and near-surface chemistry of oxide materials Elsevier (1988)

NOTALesame si svolge, di norma, con un colloquio orale sugli argomenti affrontati nelle lezioni, eventualmente apartire dalla presentazione e discussione approfondita di uno degli argomenti oggetto del corso, a scelta dellostudente

ORARIO LEZIONI


Nota: Aula 14- Centro della Innovazione - Via Quarello 11


Chimica Fisica dei Materiali con LaboratorioCodice: MFN0670CdL: Corso di Laurea in Scienza dei Materiali (D.M. 270)Docente: Recapito: []Tipologia: Caratterizzante

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Anno: 3 annoCrediti/Valenza: 6SSD: CHIM/02 - chimica fisicaAnno accademico: 2011/2012

OBIETTIVILobiettivo quello di mettere in grado studenti, che gi conoscono il linguaggio e i fondamenti del legamechimico, delle spettroscopie, della termodinamica e della strutturistica, di comprendere, interpretare e prevederele applicazioni tecnologiche avanzate di diversi materiali solidi. Inoltre, il corso si propone di fornire unaconoscenza dellapplicazione delle spettroscopie fondamentali (IR, Raman, UV-vis, Luminescenza) a sistemisemplici in fasi condensate omogenea (solida, liquida) ed eterogenea, una introduzione a tecniche microscopichenuove (AFM) e pi tradizionali (SEM, HRTEM) per la caratterizzazione delle propriet e dellamorfologia/struttura dei materiali. Lo studente dovr essere in grado di realizzare semplici esperimenti inlaboratorio, comprendere e saper spiegare i risultati ottenuti, avendo acquisito i concetti di base dellespettroscopie fondamentali (IR, UV-vis) e delle tecniche microscopiche (AFM, SEM, HRTEM) utilizzate.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOConoscenze di base sulle propriet morfologiche, strutturali, elettriche, ottiche, di superficie di materiali solidiGestione di semplici esperimenti di spettroscopia (IR, UV-Visibile): interpretazione dei dati acquisiti Analisi diimmagini ottenute con microscopie AFM, SEM e HRTEM.

PROGRAMMA

Italiano

Relazione tra propriet macroscopiche dei materiali e la loro struttura microscopica: richiami alla struttura e allaforma delle bande di energia per metalli, isolanti e semiconduttori. Effetto delle dimensioni finite e dei difetti.Difetti di stechiometria nei solidi: introduzione, termodinamica delle fasi non stechiometriche, calcolo dellapressione necessaria per avere una certa deviazione dalla stechiometria per un dato disordine intrinseco. Range diesistenza delle fasi non stechiometriche, ordinamento di difetti con o senza segregazione di nuove fasi, esempi edapplicazioni di composti non stechiometrici. Struttura, composizione e propriet dei catalizzatori impiegati nellemarmitte catalitiche, degli elettrocatalizzatori delle celle a combustibile e dei catalizzatori utilizzabili per laproduzione o purificazione dell'idrogeno. Ruolo delle dimensioni delle particelle delle fasi attive.Spettroscopia vibrazionale IR e Raman dei solidi: regole di selezione. Metodi di acquisizione di spettri IR eRaman per sistemi in fase condensata. Acquisizione di spettri IR vibrazionali di sistemi in fase condensata(idrocarburi saturi ed insaturi, sali inorganici) e di sistemi eterogenei: solido-gas. Spettroscopie elettronicheUV-visibile: richiami dei concetti di assorbimento, emissione spontanea e stimolata (laser) per i materiali. Tipi ditransizioni elettroniche; origine del colore per effetto del campo cristallino; cenni sulla teoria del campocristallino; composti di metalli di transizione, centri di colore, origine del colore per effetto di transizioni fraorbitali molecolari, transizioni in materiali con struttura a bande: metalli e semiconduttori, coefficiente diassorbimento per transizioni dalla banda di valenza a quella di conduzione in semiconduttori. Meccanismi didiseccitazione di stati eccitati elettronicamente (fluorescenza, fosforescenza e dissociazione). Fosfori. Laser:cavit e caratteristiche modali. Esempi di laser in fase solida, gas, chimici, ad eccimeri, a coloranti, asemiconduttore. Acquisizione di spettri elettronici UV-visibile di: ossidi, semiconduttori, (determinazione dienergy gap, effetto delle dimensioni delle particelle e del drogaggio sulle transizioni elettroniche); sali inorganici(bande di trasferimento di carica metallo-legante e viceversa, effetto del tipo di reticolo sulle transizionielettroniche del catione, origine del colore in sali con elementi di transizione); sistemi eterogenei: solido-gas.Applicazioni delle propriet ottiche dei materiali: conversione fototermica dell'energia solare.Conversione fotochimica e fotovoltaica dell'energia solare. Elementi di microscopie a sonda (SPM) escansione elettronica (SEM). Acquisizione di immagini e analisi della morfologia di materiali con AFM, SEM eHRTEM.

IngleseRelationships between the macroscopic properties of the materials and their microscopic structure: structure andshape of the energy bands of metals, insulator and semiconductors. The effects of the finite dimensions and ofchemical and structural defects. Structure, composition and properties of the working catalysts for catalyticconverters, for H2 production and purification and of electrocalysts for fuel cells. Role of particle size on the

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catalytic activity. Introduction to stoichiometry defects on solids, thermodynamics of nonstoichiometricphases: relationship between non-stoichiometry, gas pressure of volatile components and intrinsic defectivity.Range of composition of nonstoichiometric phases, ordering of defects and new phases segregation. Applicationsof nonstoichiometric compounds. IR and Raman spectroscopies of solids: selection rules. Acquisition methodsof IR and Raman spectra for condensed systems. Acquisition of IR vibrational spectra of systems in condensedphases (saturated and unsaturated hydrocarbons) and heterogeneous systems (gas-solid interaction). UV-visibleelectron spectroscopies: mention of notions of absorption, spontaneous and stimulated emission (laser) applied tomaterials. Types of electronic transitions; origin of colour due to crystalline field; outline on the crystallinetheory field; compounds of transition metals; colour centers, origin of colour due to transitions betweenmolecular orbitals, transition in materials with band structure: metals and semiconductors; absorption coefficientof transitions from valence band to conduction band in semiconductors. Processses of deexcitation of electronexcited states (fluorescence, phosphorescence and dissociation). Phosphors. Lasers: cavity and modal features.Examples of lasers: solid phase lasers, gas phase lasers, chemical lasers, excimers lasers, dyes lasers,semiconductor lasers. Acquisition of UV-visible spectra of: oxides; semiconductors (evaluation of energy gap,effect of particle sizes and doping on electron transitions); inorganic salts (metal-ligand charge transfer bands,effect of the nature of the network on electron transitons of cations, origin of the colour in transition metalcontaining salts); heterogeneous systems: gas-solid interactions. Applications of materials optical properties:photothermic conversion of solar energy. Photochemical and photovoltaic conversion of solar energy. Principles of probe (SPM) and electron scanning (SEM) microscopies. Acquisition of images and analysis ofmaterial morphology by means of AFM, SEM and HRTEM.

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TESTI-P. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica Zanichelli 2004 e il materiale usato a lezione scaricabile dal sito comefile pdf o power point.

NOTAInsegnamento dellIndirizzo Applicativo Tipologia insegnamento Tradizionale. Lezioni frontali e laboratorio.Frequenza La frequenza alle lezioni non obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio obbligatoria e nonpu essere inferiore al 70% delle ore previste. Modalit di verifica/esame Lesame si svolge, di norma, con uncolloquio orale sugli argomenti affrontati nelle lezioni, eventualmente a partire dalla presentazione e discussioneapprofondita di uno degli argomenti oggetto del corso, a scelta dello studente. Per quanto concerne la parte pitipicamente di laboratorio, lo studente deve preparare una relazione, basata sulla raccolta e commento delleesperienze effettuate in laboratorio, a cui segue una discussione orale, che dimostri il livello di comprensioneraggiunto, avendo acquisito i concetti base delle tecniche utilizzate.

http://scienzadeimateriali.campusnet.unito.it/cgi-bin/corsi.pl/Show?_id=e07d

Chimica Fisica dei Materiali con LaboratorioCodice: MFN0668CdL: Corso di Laurea in Scienza dei Materiali (D.M. 270)Docente: Recapito: []Tipologia: CaratterizzanteAnno: 3 annoCrediti/Valenza: 10SSD: CHIM/02 - chimica fisicaAnno accademico: 2011/2012

OBIETTIVILobiettivo quello di mettere in grado studenti, che gi conoscono il linguaggio e i fondamenti del legamechimico, delle spettroscopie, della termodinamica e della strutturistica, di comprendere, interpretare e prevederele applicazioni tecnologiche avanzate di diversi materiali solidi alla luce delle loro propriet morfologiche,strutturali, elettroniche, magnetiche, dielettriche ed ottiche. Inoltre, il corso si propone di fornire una conoscenza

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dellapplicazione delle spettroscopie fondamentali (IR, Raman, UV-vis, Luminescenza) a sistemi semplici in fasicondensate omogenea (solida, liquida) ed eterogenea, una introduzione a tecniche microscopiche nuove (AFM) epi tradizionali (SEM, HRTEM) per la caratterizzazione delle propriet e della morfologia/struttura dei materiali.Lo studente dovr essere in grado di realizzare semplici esperimenti in laboratorio, comprendere e saper spiegarei risultati ottenuti, avendo acquisito i concetti di base delle spettroscopie fondamentali (IR, UV-vis) e delletecniche microscopiche (AFM, SEM, HRTEM) utilizzate.

RISULTATI DELLAPPRENDIMENTOConoscenze di base sulle propriet morfologiche, strutturali, elettriche, ottiche, magnetiche e di superficie dimateriali solidi Gestione di semplici esperimenti di spettroscopia (IR, UV-Visibile): interpretazione dei datiacquisiti Analisi di immagini ottenute con microscopie AFM, SEM e HRTEM.

PROGRAMMA

Italiano

Relazione tra propriet macroscopiche dei materiali e la loro struttura microscopica: richiami alla struttura e allaforma delle bande di energia per metalli, isolanti e semiconduttori. Effetto delle dimensioni finite e dei difetti.Difetti di stechiometria nei solidi: introduzione, termodinamica delle fasi non stechiometriche, calcolo dellapressione necessaria per avere una certa deviazione dalla stechiometria per un dato disordine intrinseco. Range diesistenza delle fasi non stechiometriche, ordinamento di difetti con o senza segregazione di nuove fasi, esempi edapplicazioni di composti non stechiometrici. Struttura, composizione e propriet dei catalizzatori impiegati nellemarmitte catalitiche, degli elettrocatalizzatori delle celle a combustibile e dei catalizzatori utilizzabili per laproduzione o purificazione dell'idrogeno. Ruolo delle dimensioni delle particelle delle fasi attive. Superconduzione: propriet fenomenologiche, effetto isotopico in superconduttori a bassa temperatura critica(TC) a base di metalli e leghe. Teoria BCS per superconduttori a bassa TC. Ossidi cuprati difettivi comesuperconduttori ceramici ad alta TC: relazioni struttura propriet elettriche, collegamento tra deviazione dallastechiometria e variazione TC. Fallimento teoria BCS e possibili interpretazioni del fenomeno. Applicazioni.Introduzione alla propriet magnetiche dei materiali, approccio classico e fenomenologico, diamagnetismo,paramagnetismo. Tipi di materiali che presentano ordine magnetico, ferromagnetismo, antiferromagnetismo,ferrimagnetismo. Cenni ad un approccio quantomeccanico. Assorbimenti in isolanti e semiconduttori:assorbimento fondamentale diretto e indiretto, assorbimento da parte di difetti e impurezze, da parte di portatoriliberi di carica, eccitonico, reticolare, esempi. Spettroscopia vibrazionale IR e Raman dei solidi: regole diselezione. Metodi di acquisizione di spettri IR e Raman per sistemi in fase condensata. Acquisizione di spettri IRvibrazionali di sistemi in fase condensata (idrocarburi saturi ed insaturi, sali inorganici) e di sistemi eterogenei:solido-gas. Spettroscopie elettroniche UV-visibile: richiami dei concetti di assorbimento, emissione spontanea estimolata (laser) per i materiali. Tipi di transizioni elettroniche; origine del colore per effetto del campocristallino; cenni sulla teoria del campo cristallino; composti di metalli di transizione, centri di colore, origine delcolore per effetto di transizioni fra orbitali molecolari, transizioni in materiali con struttura a bande: metalli esemiconduttori, coefficiente di assorbimento per transizioni dalla banda di valenza a quella di conduzione insemiconduttori. Meccanismi di diseccitazione di stati eccitati elettronicamente (fluorescenza, fosforescenza edissociazione). Fosfori. Laser: cavit e caratteristiche modali. Esempi di laser in fase solida, gas, chimici, adeccimeri, a coloranti, a semiconduttore. Acquisizione di spettri elettronici UV-visibile di: ossidi,semiconduttori, (determinazione di energy gap, effetto delle dimensioni delle particelle e del drogaggio sulletransizioni elettroniche); sali inorganici (bande di trasferimento di carica metallo-legante e viceversa, effetto deltipo di reticolo sulle transizioni elettroniche del catione, origine del colore in sali con elementi di transizione);sistemi eterogenei: solido-gas. Propriet dielettriche ed ottiche dei materiali, teorie per l'interpretazionedelle propriet ottiche dei metalli ed esame di alcuni esempi di spettri ottici di metalli puri. Propriet ottiche dipiccole particelle metalliche messe a confronto con i metalli massivi, frequenza di risonanza plasmonica.Illustrazione di esempi. Applicazioni delle propriet ottiche dei materiali: conversione fototermicadell'energia solare. Conversione fotochimica e fotovoltaica dell'energia solare. Elementi dimicroscopie a sonda (SPM) e scansione elettronica (SEM). Acquisizione di immagini e analisi della morfologiadi materiali con AFM, SEM e HRTEM.

IngleseRelationships

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