PRESENTAZIONE

Il corso si compone di due parti, ciascuna equivalente a circa 3 crediti.

Le due parti corrispondono ad argomenti ben distinti:

a) La diffrazione a raggi X con applicazioni pratiche nella diffrazione da polveri

b) Introduzione ai sistemi colloidali da un punto di vista chimico-fisico

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

"La prima parte dell’insegnamento è dedicato alle tecniche di diffrazione: l’obiettivo è quello di consolidare le conoscenze sui principi teorici della diffrazione attraverso esperienze pratiche che prevedono l’uso di specifici software cristallografici. Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di applicare tali conoscenze per la caratterizzazione composizionale e strutturale dei materiali, eventualmente anche per la progettazione e la sintesi di nuovi composti. La seconda parte dell’insegnamento è dedicata alla chimica dei colloidi: l’obiettivo è quello di fornire i concetti chimico-fisici di base necessari alla comprensione dei fenomeni che regolano la formazione, alcune proprietà e la stabilità dei sistemi colloidali. Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di mettere in relazione il comportamento di tali sistemi con le loro caratteristiche chimico-fisiche. "

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Nella prima parte, l’insegnamento si propone di utilizzare i concetti teorici della diffrazione per analizzare e interpretare dati di diffrazione da polveri da un punto di vista pratico e operativo. Al termine delle lezioni lo studente sarà in grado di comprendere e utilizzare le Tabelle Internazionali di Cristallografia, e avrà acquisito conoscenze utili per la caratterizzazione di materiali policristallini. In particolare ci si aspetta che lo studente sia in grado di conoscere e descrivere/discutere le equazioni fondamentali della parte teorica, interpretare uno spettro di diffrazione da polveri semplice, identificando le fasi presenti tramite indicizzazione e calcolo dei parametri di cella; inoltre lo studente dovrebbe essere in grado di impostare un affinamento strutturale con il metodo di Rietveld.

Nella seconda parte, l’insegnamento si propone di fornire una conoscenza di base dei sistemi colloidali e di fornire altresì una generale comprensione, da un punto di vista chimico-fisico, di alcune loro proprietà rilevanti in diversi campi della scienza dei materiali. Al termine delle lezioni ci si aspetta che lo studente abbia appreso quali sono i fattori fisici importanti per descrivere un sistema colloidale e le principali tecniche di caratterizzazione. Ci si aspetta, inoltre, che lo studente sia in grado di utilizzare i concetti della termodinamica (potenziale chimico, equilibrio, energia libera, energia superficiale/interfacciale) per comprendere e analizzare alcune proprietà e comportamenti delle soluzioni colloidali, e la loro stabilità.

MODALITA' DIDATTICHE

L'erogazione dell'insegnamento avviene secondo modalità tradizionali, ovvero tramite lezioni ed esercizi/esercitazioni pratiche guidate svolte in aula. Di solito gli esercizi guidati coinvolgono l'intera classe, mentre le esercitazioni pratiche, essendo di maggiore complessità, sono proposte a gruppi di studenti in turni diversi, anche in base alla effettiva numerosità della classe di studenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

L'insegnamento vale 6 CFU, pari a 150 ore di studio totali. così suddivise:  40 h di lezioni in aula, 13 h di esercitazioni/esercizi in aula, 97 h di studio individuale da parte dei discenti.

Nella prima parte dell'insegnamento l'indice degli argomenti trattati è il seguente:

1) Elementi di cristallografia elementare: elementi di simmetria, reticoli, gruppi puntuali, gruppi spaziali, Tabelle Internazionali di cristallografia. 2) Teoria della diffrazione, equazioni di Laue e legge di Bragg, fattore di scattering atomico, fattore di struttura, intensità diffratte. 3) Metodi di analisi cristallografica basati sulle moderne tecniche di diffrazione (RX, neutroni, sincrotrone). 4) Interpretazione dei dati di diffrazione da campioni policristallini: metodi di indicizzazione, metodi di risoluzione (cenni), affinamento strutturale col metodo di Rietveld.

Sono previsti esercizi in aula ed esercitazioni più complesse su alcuni argomenti mediante l’utilizzo di specifici programmi di calcolo.

Il programma degli argomenti trattati nella seconda parte del'insegnamento è il seguente:

1) Introduzione alla chimica dei colloidi e delle superfici. 2) Sedimentazione e diffusione e loro equilibrio. 3) Termodinamica delle soluzioni: equilibrio osmotico e di Donnan. 4) Tensione superficiale e angolo di contatto. 5) Forze di van der Waals.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Oltre al materiale delle lezioni, a disposizione su Aulaweb, sono consigliati i seguenti testi:

• P. C. Hiemenz, R. Rajagopalan, "Principles of colloid and surface science" 3rd ed.

• P. Atkins, "Chimica fisica"

• C. Giacovazzo, H.L. Monaco, G. Artioli, D. Viterbo, G. Ferraris, G. Gilli, G. Zanotti,       M. Catti “Fundamentals of Crystallography” Ed. C. Giacovazzo

• V. K. Pecharsky, P. Y. Zavalij “Fundamentals of powder diffraction and structural    characterization of materials” Kluwer Academic Press

• International Tables of Crystallography Vols.1-4

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MASSIMO DOMENICO OTTONELLI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L'inizio previsto delle lezioni è in linea con quanto riportato nel manifesto, a partire dal 25/09/2023.

Il calendario delle lezioni è disponibile al ìla pagina https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame è di norma orale, e prevede almeno due domande generali, una per ciascuna parte di cui è composto il corso.

I docenti della commissione invitano lo studente a presentare ogni argomento in maniera organica e completa. Per accertare l'effettiva preparazione da parte dello studente e la comprensione della materia, durante la prova lo studente è sollecitato a rispondere a quesiti più specifici, facendo collegamenti e deduzioni.

Come modalità di esame alternativa, lo studente può scegliere di approfondire uno degli argomenti trattati a lezione, preparando una relazione scritta che poi sarà esposta oralmente durante la prova e discussa con la commissione. In tal caso l'argomento dovrà essere concordato preventivamente con il docente.

Per gli studenti con disabilità o con DSA si rimanda alla sezione Altre Informazioni.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Oltre alla capacità dello studente di inquadrare/presentare un argomento in un contesto generale, viene valutata la sua capacità di ragionamento e la sua abilità nel rispondere a quesiti specifici. Il superamento dell’esame presuppone l’effettiva acquisizione dei concetti teorici; in particolare, lo studente deve dimostrare di aver compreso correttamente il significato di certe leggi fisiche e/o chimico-fisiche e di saper dare la giusta interpretazione del motivo per cui certi fenomeni avvengono. Nella valutazione si tiene conto della capacità dello studente di utilizzare una terminologia tecnico-scientifico appropriata unita alla coerenza di esposizione dei concetti. E’ inoltre valutata positivamente la capacità dello studente di applicare le conoscenze teoriche in situazioni reali o per la risoluzione di semplici problemi.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI 11430 | Studenti con disabilità e/o DSA | UniGe | Università di Genova | Corsi di Studio UniGe

Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare:

•            la denominazione dell’insegnamento

•            la data dell'appello

•            il cognome, nome e numero di matricola dello studente

•            gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti.

Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti.

Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche.

Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici