PRESENTAZIONE

Lo sviluppo delle tecnologie formulative richiede competenze specifiche e un approccio science-based capaci di evidenziare il contributo di ciascun componente della formulazione al raggiungimento delle proprietà richieste nel prodotto finale. Questo insegnamento fornisce gli strumenti conoscitivi di base per la comprensione della scienza delle formulazioni in relazione al ruolo sempre più importante rivestito dalla chimica delle specialità nell’economia globale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo di questo insegnamento è fornire un quadro generale sulla chimica delle formulazioni attraverso il richiamo delle conoscenze di base, lo studio dei metodi di preparazione e delle tecniche strumentali di indagine e la discussione delle problematiche gestionali. Particolare attenzione verrà riservata ai sistemi colloidali in qualità di componenti essenziali nella tecnologia della formulazione per applicazioni industriali avanzate.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

I contenuti di questo insegnamento riguardano la conoscenza di proprietà, metodi di preparazione e principali tecniche di caratterizzazione di diverse tipologie di colloidi, monostrati e multistrati allo scopo di correlare struttura e proprietà per le diverse architetture molecolari proposte. Per perseguire tale scopo, saranno forniti esempi specifici di applicazioni nei più disparati campi produttivi.

I risultati di apprendimento attesi al termine dell’insegnamento sono:

• saper definire gli ambiti di applicazione e rilevanza industriale della chimica delle formulazioni;
• saper descrivere le proprietà di colloidi, monostrati e multistrati e saperle correlare alle loro potenzialità applicative nel settore delle formulazioni industriali;
• saper individuare le tecniche sperimentali più adatte per la caratterizzazione di colloidi, monostrati e multistrati in relazione alle loro potenzialità applicative nel settore delle formulazioni industriali;
• sapersi esprimere con terminologia adeguata nella descrizione dei fenomeni e dei processi coinvolgenti sistemi colloidali e formulazioni in genere.

PREREQUISITI

Nessuno ufficiale, ma è sicuramente utile aver seguito in precedenza l’insegnamento Colloidi e Interfasi.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento viene erogato tramite lezioni frontali per un totale di 32 ore, talvolta inframmezzate da esercitazioni in aula a discrezione del docente.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Richiami sulla chimica delle formulazioni o chimica specialistica: ambiti di applicazione e rilevanza industriale.

Richiami sulla scienza dei colloidi e delle superfici: peculiarità e ruolo nella chimica delle formulazioni.

Colloidi: caratteristiche molecolari, strutturali ed elettroniche. Effetti di confinamento quantico e loro ricaduta sulle proprietà della materia a livello di nanoscala (proprietà ottiche, magnetiche, meccaniche) e sulla reattività.

Proprietà di trasporto dei sistemi colloidali: diffusione, sedimentazione, equilibri di membrana (pressione osmotica, effetto Donnan, dialisi). Esempi di applicazione su macromolecole biologiche.

In base al programma descritto, l’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell’Agenda ONU 2030: Obiettivo 4. Istruzione di Qualità, Obiettivo 5. Parità di Genere e Obiettivo 12. Consumo e produzione responsabili.

Proprietà reologiche dei sistemi colloidali: richiami su fluidi newtoniani e non newtoniani (plastici, pseudo-plastici, dilatanti). Teoria di Einstein sulla viscosità delle dispersioni. Tissotropia e anti-tissotropia. Reometri e viscosimetri. Esempi di applicazioni nell’industria cosmetica e alimentare.

Colloidi di associazione: proprietà generali, concentrazione micellare critica, termodinamica e cinetica di micellizzazione. Modelli strutturali per micelle disperse in acqua e definizione dei parametri strutturali associati. Proprietà solubilizzanti, detergenti e catalitiche delle micelle e loro applicazioni. Micelle inverse, cristalli liquidi liotropici e liposomi: struttura, proprietà ed applicazioni.

Adsorbimento da soluzione e formazione di monostrati e multistrati. Monostrati autoassemblati su substrati solidi (SAM): struttura, proprietà e metodi di preparazione su superfici bi- e tri-dimensionali. Film di Langmuir-Blodgett: struttura e proprietà. Esempi di applicazioni di monostrati e multistrati adsorbiti.

In base agli obiettivi descritti, l’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell’Agenda ONU 2030: Obiettivo 4. Istruzione di Qualità, Obiettivo 5. Parità di Genere e Obiettivo 12. Consumo e produzione responsabili.

Il programma dettagliato è caricato su aul@web, in modo che possa esserne verificata la corrispondenza con gli obiettivi formativi dell’insegnamento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Al fine di agevolare l’apprendimento, le dispense delle lezioni vengono caricate sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento contemporaneamente allo svolgimento in aula dei relativi contenuti. Inoltre, sulla stessa pagina web sono caricati quiz e test per la verifica della preparazione individuale.

Sono suggeriti i testi di appoggio riportati di seguito.

“Principles of colloid and surface chemistry”, P. C. Hiemenz, R. Rajagopalan, 3rd edition, CRC press, Taylor & Francis Group, 1997.

“Kirk-Othemer Encyclopedia of Chemical Technology”, J. I. Kroschwitz, M. Howe-Grant, Eds., John Wiley & Sons, 1996.

Materiale supplettivo è fornito a richiesta in caso di presenza di DSA o di frequenza parziale per motivi di lavoro.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARINA ALLOISIO (Presidente)

MAILA CASTELLANO

MASSIMO DOMENICO OTTONELLI

SILVIA VICINI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L’insegnamento si svolge nel corso del secondo semestre dell’anno accademico. Orario e inizio delle lezioni sono reperibili all’indirizzo:

https://corsi.unige.it/9020/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste di una prova orale condotta da due docenti per una durata di almeno 30 minuti.

Nel corso dell’anno solare sono fissati 7 appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali stabilite dal Manifesto degli Studi e dal Regolamento del Corso di Studio. Appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati saranno concessi solo a chi è fuori corso.

La prova orale si compone di due parti, che contribuiscono equamente alla valutazione in trentesimi dell’esame:

- la prima parte consiste nella discussione di una problematica inerente alle formulazioni industriali al fine di verificare la comprensione e la padronanza dei contenuti dell’insegnamento, nonché la capacità di applicare i concetti teorici a situazioni reali; alla prima parte viene attribuita una valutazione massima di 15/30;

- la seconda parte consiste nella discussione di argomenti facenti parte del programma dell’insegnamento, scelti dalla commissione; alla seconda parte viene attribuita una valutazione massima di 15/30.

In presenza di disabilità e DSA accertate, le modalità di esame sono uniformate alla regolamentazione di Ateneo per lo svolgimento di esami di profitto (https://unige.it/disabilita-dsa).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Intento della prova orale è verificare il conseguimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento, in particolare per quel che riguarda la capacità di correlare le proprietà di colloidi, monostrati e multistrati alle loro potenzialità applicative nell’ambito delle formulazioni industriali.

L’esame orale servirà inoltre a verificare il raggiungimento di un livello adeguato di comprensione degli argomenti sviluppati durante le lezioni frontali e di padronanza lessicale nell'esprimerli. Sarà anche valutata l’'acquisita abilità di confrontare e integrare le informazioni accessibili dalle diverse tecniche di caratterizzazione e dai modelli di correlazione proprietà-struttura inseriti nel programma dell’insegnamento.

In caso di mancato raggiungimento degli obiettivi formativi, si inviterà ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di ripetere l’esame.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

La frequenza delle lezioni frontali è fortemente consigliata per acquisire familiarità con le modalità dell’esame, dal momento che le lezioni frontali vengono sempre corredate di esempi concreti legati alla vita quotidiana e alla pratica industriale.