Obiettivi formativi
Fornire agli studenti gli strumenti per progettare e preparare materiali funzionali
Contenuti dell'insegnamento
<br />Finalità del corso<br />I materiali rappresentano uno dei settori avanzati della ricerca di base ed applicata in campo chimico. Attraverso lo studio di quattro classi di materiali funzionali, il presente corso vuole illustrare la metodologia di lavoro e la multidisciplinarità richieste dalla ricerca nel campo dei materiali.<br />Per ogni classe verranno discussi gli aspetti fisici (introduzione ai principi fisici fondamentali dei fenomeni studiati), chimici (progettazione, sintesi, caratterizzazione, rapporto proprietà-struttura) ed applicativi (possibili campi di applicazione, prestazioni, compatibilità dei materiali con i cicli produttivi dei manufatti).<br />Concetti introduttivi<br />Funzione via organizzazione, autoassemblaggio, autoorganizzazione, trasferimento delle proprietà desiderate dal livello molecolare a quello macroscopico.<br />Cristalli liquidi<br />Definizione e proprietà fisiche. Mesofasi: nematica, smettica, colonnare, colesterica. Sintesi. Rapporto proprietà-struttura. Caratterizzazione chimico-fisica. Proprietà elettriche. Polimeri liquido cristallini. Applicazioni: displays piatti, pannelli ottici, termocromismo, ecc.<br />Sensori chimici<br />Principi di funzionamento dei sensori termici, piezoelettrici, elettrochimici, ottici. Materiali e trasduttori impiegati. Trasformazione di fenomeni di riconoscimento molecolare in segnali elettrici/ottici. Superfici organizzate. Ionofori. Analisi multicomponenti ed uso di reti neurali. Applicazioni: sensori per gas, sensori per liquidi e fluidi biologici. Sensori per l’identificazione di miscele complesse (aromi, ecc.).<br />Materiali per ottica non lineare<br />Teoria. Sintesi, caratterizzazione, rapporto proprietà-struttura. Generazione della seconda armonica. Effetto Kerr. Generazione della terza armonica. Applicazioni: connettori di fibre ottiche, raddoppiatori di frequenza per diodi al laser, modulatori elettro-ottici.<br />Polimeri conduttori<br />Teoria delle bande: solitoni, polaroni e bipolaroni. Conduttività nei composti organici. Drogaggio. Sintesi e proprietà conduttrici di polacetilene, polipirrolo, polianilina, politiofene. Applicazioni: batterie leggere, sensori conduttimetrici, etc.<br />
Bibliografia
<br />Dispense fornite dal docente<br />Principles of Chemical Sensors, Jiri Jnata, Plenum Press, 1989
