PRESENTAZIONE

Film sottili e coatings, soprattutto di natura organica e polimerica, sono alla base di molteplici applicazioni industriali che includono la modifica delle proprietà ottiche, chimiche e meccaniche di materiali e superfici. Lo studio delle proprietà ottiche di questi film mediante spettroscopia UV-VIS-NIR permette di predirne le caratteristiche in maniera semplice anche lungo la linea di produzione. Di conseguenza, il calcolo e la comprensione della loro risposta ottica sono essenziali sia in fase di progettazione che di produzione.

L’insegnamento fornisce le basi teoriche per la comprensione del ruolo industriale di questi sistemi e della loro riposta ottica nonché del calcolo di quest’ultima. A questo scopo lo studente genererà il proprio codice e lo validerà su film depositati in laboratorio con tecniche da soluzione.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

"L’insegnamento mira a fornire conoscenze tecnico-pratiche di base sulle proprietà, la caratterizzazione ed il calcolo della risposta ottica di film sottili e coatings industriali, soprattutto polimerici. Al termine del corso lo studente conoscerà le principali applicazioni di questi materiali, i principi che regolano le tecniche di caratterizzazione ottica e saranno in grado di produrre modelli ad hoc per calcolarne le diverse proprietà ottiche. Il corso è quindi focalizzato sulla modellizzazione matematica di fenomeni chimici e fisici finalizzata alla loro investigazione e trattazione teorica. Nello specifico lo studente comprenderà i diversi aspetti che regolano la risposta ottica dei materiali, le variabili che le influenzano e che influiscono sulle applicazioni degli stessi. Nelle esercitazioni pratiche, i concetti appresi verranno impiegati per definire e redigere modelli di calcolo opportuni per le diverse applicazioni."

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso fornirà le basi teoriche e pratiche per la modellizzazione della risposta ottica di film sottili (10 1000 nm) e spessi (1-100 mm) - soprattutto organici - utilizzati come coatings, nel packaging e in applicazioni ottiche. Durante le lezioni frontali, gli studenti acquisiranno le basi teoriche per la comprensione dei fenomeni di interazione luce-materia (funzioni ottiche, assorbimento e fotoluminescenza, riflessione, trasmissione, Rifrazione e diffrazione). Successivamente, utilizzeranno le nozioni acquisite per comprendere la risposta ottica dei film, le applicazioni e le tecniche impiegate per la loro caratterizzazione. Si alterneranno poi lezioni frontali mirate all’introduzione del metodo delle matrici di trasferimento e del linguaggio Matlab ai laboratori dove gli studenti saranno guidati nello sviluppo del proprio software per la modellizzazione. Questo avverrà aggiungendo via via nuove funzionalità al modello. Gli studenti svilupperanno quindi uno script per il calcolo della risposta di un film sottile trasparente ad incidenza normale, per poi inserire più variabili come strutture multistrato, angolo di incidenza e fenomeni di assorbimento. Vi sarà poi una fase di verifica del codice durante la quale gli studenti riceveranno quindi delle basi di spettroscopia e si recheranno in laboratorio per fabbricare alcuni film sottili e misurarne gli spettri di riflessione. Insieme a questi caratterizzeranno anche alcuni film commerciali utilizzati nel packaging ad indice di rifrazione noto e valideranno il modello da loro creato per la simulazione degli spettri misurati sperimentalmente.

PREREQUISITI

Il corso fornirà le basi necessarie e non sono quindi richiesti prerequisiti o propedeuticità specifiche.

MODALITA' DIDATTICHE

Le lezioni frontali e i laboratori di calcolo saranno svolti in aula. Le attività riguardanti la deposizione e la caratterizzazione di film sottili saranno svolti in laboratorio sotto la guida dei docenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Lezioni Frontali

• Interazione luce - materia
• Indice di rifrazione complesso
• Applicazioni e caratterizzazione dei film sottili: il ruolo delle misure ottiche
• Matrici di trasferimento
• Introduzione a Matlab: linguaggio e formalismi
• Cenni di spettroscopia

Laboratorio

Durante i laboratori gli studenti saranno guidati nello sviluppo di uno script per il calcolo della risposta ottica UV-VIS-NIR di:

• Film sottili trasparenti ad incidenza normale. Confronto materiali polimerici ed inorganici
• Strutture multistrato
• Inserimento dell’angolo di incidenza (relazioni di Fresnel ed Angolo critico)
• Materiali con coefficiente di assorbimento non nullo

Il software verrà poi validato mediante

• Caratterizzazione di film fabbricati in laboratorio e commerciali
• Modellizzazione degli spettri ottenuti in laboratorio

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Note dei docenti

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 24 febbraio 2025 secondo l'orario riportato qui 

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame orale sarà svolto da due docenti e avrà una durata non inferiore a 30 minuti. L’esame sarà svolto in presenza, a meno di indicazioni da parte dell’Ateneo.

Lo studente selezionerà un materiale funzionale in base alla propria preferenza e ne presenterà le proprietà ottiche e/o meccaniche e/o chimiche necessarie per l’applicazione selezionata. La selezione del materiale può avvenire tra quelli proposti durante il corso oppure tra la letteratura disponibile.

In base al materiale e all’applicazione scelti, lo studente proporrà un modello tra quelli sviluppati durante le attività di laboratorio descrivendone caratteristiche, limiti e funzionalità.

Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito le competenze tecniche per lo sviluppo di un modello ottico (10/30) e di aver compreso i fondamenti teorico/pratici legati all’argomento selezionato (10/30). Saranno inoltre valutati la chiarezza di esposizione (5/30) e le proprietà di linguaggio (5/30) dimostrate durante il colloquio.

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

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame sarà concentrato sulla discussione delle proprietà ottiche di film sottili e coatings a partire da un materiale funzionale scelto dallo studente ed alla modellizzazione di queste ultime con l’obiettivo di verificare il raggiungimento degli obiettivi formativi.

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