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LABORATORY ON DEVICE BUILDING- NANOSTRUCTURED MAGNETIC MATERIALS: A TECHNOLOGICAL APPROACH

CODICE 104073
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 3 cfu al 2° anno di 9017 SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI (LM-53) - GENOVA
  • 3 cfu al 1° anno di 11430 SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (LM SC.MAT.) - 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 teaching 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. Le comptenze acquiste nel corso sono da ritenersi particolarmente adatte per il profilo Scienziato dei Materiali: Specialista nella Tecnologia. Tuttvia la parte introiduttiva relativa ai concentti di magnetismo di base 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 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

    Commissione d'esame

    DAVIDE PEDDIS (Presidente)

    FABIO MICHELE CANEPA

    SAWSSEN SLIMANI

    MAURIZIO FERRETTI (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su 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.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note