CODICE 104073 ANNO ACCADEMICO 2021/2022 CFU 3 cfu anno 2 SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI 9017 (LM-53) - GENOVA 3 cfu anno 1 SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI 9017 (LM-53) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/02 SEDE GENOVA PERIODO 1° Semestre MATERIALE DIDATTICO AULAWEB 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). OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI This course will teach students how to design nanostructured magnetic materials (NMM) with tunable magnetic properties. Students will learn the main wet chemistry synthesis method of NMM focusing on magnetic nanoparticles. Then, by the correlation between crystalline structure, morphology and magnetic properties, the morpho-structural feature of the materials will be optimized for specific application (e.g. magnetic separation, drug delivery, magnetic hyperthermia, MRI). 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 costituinte 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. 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 coinsiglita ed è ritenuta indispensabile per la frequenza del corso di laboratorio PROGRAMMA/CONTENUTO Il programma dettagliato del corso sarà dispsonbile su aulaweb e verrà discuisso con glis tudenti dutante 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 MNM 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 specifiche applicazioni. Poi, gli studenti sintetizzeranno con metodo chimico nanoparticelle magnetiche e caratterizzeranno i materiali dal punto di vista morfostrutturale 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 DAVIDE PEDDIS Ricevimento: Tutti i giorni su appuntamento Commissione d'esame DAVIDE PEDDIS (Presidente) FABIO MICHELE CANEPA SAWSSEN SLIMANI MAURIZIO FERRETTI (Presidente Supplente) LEZIONI Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME 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 preparara’ durante l’attività sperimentale. (10%) 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 razionalizzazionedei risultati da parte dallo studente. La preparazione del quaderno di labororio ha l’obiettivo di accertare la capacità dello studente di descrivere l’attività sperimentale seleziondo qualitativamente e quantitavamente le informazioni necessarie alla sucessiva elaborazione dei risultati ottenuti in laboratorio.
