PRESENTAZIONE

Il corso “Nanostructured Magnetic Materials: A technological approach” è focalizzato sulla progettazione di materiali magnetici nanostrutturati (NMM) con proprietà magnetiche controllabili e ottimizzate per specifiche applicazioni (es. separazione magnetica, consegna di farmaci, ipertermia magnetica, MRI, etc.).

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Questo corso insegnerà agli studenti come progettare materiali magnetici nanostrutturati (NMM) con proprietà magnetiche regolabili. Gli studenti apprenderanno il principale metodo di sintesi chimica in fase liquida degli NMM, concentrandosi in particolare sulle nanoparticelle magnetiche. Successivamente, grazie alla correlazione tra struttura cristallina, morfologia e proprietà magnetiche, le caratteristiche morfo-strutturali dei materiali saranno ottimizzate per applicazioni specifiche (ad esempio: separazione magnetica, somministrazione di farmaci, ipertermia magnetica, risonanza magnetica).

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Una proprietà fisica dipende dalla dimensione di un oggetto se la sua dimensione è paragonabile a una dimensione rilevante per quella proprietà. Nel magnetismo le dimensioni tipiche - come per esempio la dimensione dei domini magnetici o le lunghezze delle interazioni di accoppiamento di scambio - sono nell'ordine dei nanometri. Per questo motivo, da circa 20 anni, grande attenzione è stata rivolta ai materiali magnetici nanostrutturati, in cui i costituenti del materiale sono modulati su una scala di lunghezza da 1 a 100 nm. In particolare, le nanoparticelle magnetiche hanno generato molto interesse a causa della loro applicazione nella registrazione magnetica, nei ferrofluidi, nella catalisi e nelle applicazioni biomediche (es. separazione magnetica, somministrazione di farmaci, risonanza magnetica con contrasto).

Questo corso insegnerà agli studenti come progettare e sintetizzare materiali magnetici nanostrutturati (NMM) con proprietà magnetiche controllate. I materiali saranno poi testati per applicazioni specifiche (ad es. separazione magnetica, somministrazione di farmaci, ipertermia magnetica, MRI) ottimizzando le loro proprietà magnetiche. 

Le competenze acquisite nel corso sono da ritenersi particolarmente adatte per il profilo Scienziato dei Materiali: Specialista nella Tecnologia. Tuttavia la parte introduttiva relativa ai concetti fondamentali di magnetismo fornisce delle competenze che risultano adatte anche al profilo Scienziato dei Materiali: Specialista nella Ricerca.

PREREQUISITI

Risultano indispensabili le conoscenze acquisite nei corsi di Matematica, Fisica Generale; Chimica Generale

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali (10 ore). Attività di laboratorio (30 ore). La frequenza alle lezioni frontali è fortemente consigliata ed è ritenuta indispensabile per la frequenza del corso di laboratorio. Le studentesse e gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi devono contattare via mail il docente e il referente per l’inclusione della Scuola di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali (sergio.didomizio@unige.it) all’inizio delle lezioni per concordare modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali. Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il Link https://unige.it/disabilita-dsa/richiesta-servizi.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma dettagliato del corso sarà disponibile su aula web e verrà discusso con gli studenti durante il corso. Dopo una breve introduzione sul magnetismo, verrà data una descrizione sintetica del magnetismo di materiali nanostrutturati. Come secondo passo, verrà descritto il principale metodo di sintesi NMM e, concentrandosi sulle nanoparticelle magnetiche, verrà discussa la correlazione tra la struttura cristallina, la morfologia e le proprietà magnetiche rilevanti per applicazioni specifiche (es. drug delivery, ipertermia magnetica). In questa parte, gli studenti impareranno a progettare materiali magnetici nanostrutturati con proprietà ottimizzate per applicazioni specifiche. Successivamente, gli studenti sintetizzeranno con metodi chimici nanoparticelle magnetiche e caratterizzeranno i materiali dal punto di vista morfo-strutturale e fisico. I materiali sintetizzati saranno testati all'interno di un progetto di ricerca originale, per un'applicazione specifica (ad esempio la separazione magnetica), lavorando sull'ottimizzazione delle proprietà fisiche dei materiali per un'applicazione specifica.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

S. Blundell, Magnetism in condensed matter. Oxford: Oxford Univesity Press, 2001.

L. Suber and D. Peddis, “Approaches to Synthesis and Characterization of Spherical and Anisometric Metal Oxide Magnetic Nanomaterials,” in Nanomaterials for life science, Wiley., vol. 4, C. S. S. R. Kumar, Ed. Weinheim: Wiley, 2010, p. 431475.

D. Peddis, P. E. Jönsson, S. Laureti, and G. Varvaro, Magnetic interactions: A tool to modify the magnetic properties of materials based on nanoparticles, vol. 6. 2014.

G. Muscas, N. Yaacoub, and D. Peddis, Novel Magnetic Nanostrucures Unique properties and applications. Amsterdam, Netherlands: Elsevier, 2019.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Il calendario delle lezioni è pubblicato@ Link

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Esame orale della durata di 45–60 minuti. Alla fine del corso lo studente dovrà discutere criticamente in una presentazione (anche con supporto .ppt) la sua attività di laboratorio (30%) e i risultati ottenuti (60%). Inoltre, verrà valutato il quaderno di laboratorio che lo studente preparerà durante l’attività sperimentale (10%). Le studentesse e gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi possono richiedere adattamenti in sede d'esame, compilando l'apposito modulo online, con significativo anticipo (almeno 7 giorni) rispetto alla data di esame (https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back) e contattando via mail il docente e il referente per l’inclusione della Scuola di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali (sergio.didomizio@unige.it).Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il Link https://unige.it/disabilita-dsa/richiesta-servizi.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La presentazione dei risultati ottenuti verrà effettuata alla presenza di almeno due docenti di ruolo e ha come obiettivo la verifica della capacità sintesi e razionalizzazione dei risultati da parte dallo studente. La preparazione del quaderno di laboratorio ha l’obiettivo di accertare la capacità dello studente di descrivere l’attività sperimentale selezionando qualitativamente e quantitativamente le informazioni necessarie alla successiva elaborazione dei risultati ottenuti in laboratorio.