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FISICA DELLA MATERIA SOFFICE

CODICE 61863
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 2° anno di 9017 SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI (LM-53) - GENOVA
  • 6 cfu al 2° anno di 9012 FISICA(LM-17) - GENOVA
  • 6 cfu al 1° anno di 9012 FISICA(LM-17) - GENOVA
  • 6 cfu al 1° anno di 11430 SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (LM SC.MAT.) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/07
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 2° Semestre
    PROPEDEUTICITA
    Propedeuticità in ingresso
    Per sostenere l’esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
    • FISICA 9012 (coorte 2021/2022)
    • FISICA DELLA MATERIA 2 61844
    • FISICA TEORICA 61842
    • FISICA NUCLEARE, DELLE PARTICELLE E ASTROFISICA 2 61847
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    Con il termine ”Materia soffice” si indicano quei sistemi caratterizzati da energie di legame confrontabili con l’energia termica e dalla tendenza dei costituenti ad organizzarsi spontaneamente in strutture mesoscopiche. L'insegnamento affronta lo studio di questi sistemi, che includono colloidi, polimeri e cristalli liquidi, con particolare attenzione alle applicazioni in ambito biofisico e nanotecnologico.

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    L'insegnamento introduce allo studio della materia caratterizzata da deboli interazioni tra costituenti poliatomici e da importanti effetti delle fluttuazioni termiche. Obiettivo dell’apprendimento è la conoscenza delle caratteristiche dei materiali soffici e delle interazioni che li governano, e la comprensione dei modelli che ne descrivono il comportamento.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Al termine del'insegnamento, lo studente sarà in grado di: comprendere l’origine delle interazioni che hanno luogo nella materia soffice e conoscerne le proprietà; riconoscere le diverse tipologie di sistemi soffici (sospensioni colloidali, gel, cristalli liquidi…); descrivere il comportamento delle molecole polimeriche mediante modelli basati su proprietà fisiche generali; applicare il concetto di parametro critico di impacchettamento nel self-assembly; descrivere le transizioni conformazionali che avvengono a livello molecolare in un display a cristalli liquidi; comprendere come la conoscenza delle proprietà generali della materia soffice apra la strada alla progettazione di nanomateriali con le proprietà desiderate.

    L’insegnamento può essere scelto anche dagli studenti della LM in Scienza e Tecnologia dei Materiali. In questo ambito, le attività formative e le competenze acquisite sono particolarmente indicate per il profilo "Scienziato dei Materiali: Specialista nella Ricerca".

    PREREQUISITI

    Per affrontare efficacemente i contenuti dell'insegnamento è opportuna la conoscenza dei concetti di base di elettromagnetismo e meccanica statistica forniti nel corso di laurea triennale.

    MODALITA' DIDATTICHE

    L'insegnamento è articolato in lezioni frontali, per un totale di 48 ore.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Forze intermolecolari – Interazione idrofobica – Tensione superficiale – Interazione di van der Waals tra corpi estesi – Forze elettrostatiche tra superfici in ambiente liquido: equazione di Poisson- Boltzmann, equazione di Grahame, lunghezza di Debye – Colloidi – Interazione DLVO e stabilità di una sospensione colloidale – Moto browniano – Polimeri e modelli di molecole polimeriche: freely jointed chain, worm-like chain – Termodinamica dell’auto-organizzazione molecolare – Micelle, liposomi, doppi strati planari, mesofasi – Cristalli liquidi e loro fasi – Transizione di Frederiks e display a cristalli liquidi – Materia soffice e molecole biologiche.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    • Israelachvili J. Intermolecular and Surface Forces, 2011 Academic Press - Elsevier

    • Jones, R. A. Soft condensed matter, 2002 Oxford University Press

    • Berg, J.C. An introduction to interfaces and colloids - The bridge to nanoscience. 2010 World Scientific

    • Rubinstein M., Colby R. H., Polymer physics, Oxford University Press, 2010

    • Chaikin P. M., Lubensky T. C., Principles of condensed matter physics, 1997 Cambridge University Press

    • Phillips, R., Kondev, J., Theriot, J., Physical Biology of the Cell, 2013 Garland Science.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    ANNALISA RELINI (Presidente)

    ALESSANDRA PESCE

    ORNELLA CAVALLERI (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    II semestre - Consultare orario dettagliato al seguente link: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

     

     

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    L'esame consiste in una prova orale sugli argomenti trattati a lezione. Il programma dettagliato degli argomenti svolti è reperibile su Aulaweb.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    L'esame orale è sempre condotto dal docente responsabile e da un altro esperto della materia (di solito un docente di ruolo) ed ha una durata di circa 50 minuti.  E’ articolato su un numero prefissato di domande (uguale per tutti gli studenti) che vertono sul programma d’esame. Queste modalità consentono alla commissione di verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti affrontati nell'insegnamento. Nella valutazione si terrà conto della qualità dell’esposizione, dell’utilizzo corretto del lessico specialistico, della capacità di ragionamento critico.