Scheda programma d'esame
SENSORS AND BIOSENSORS
FABIO DI FRANCESCO
Academic year2017/18
CourseCHEMISTRY
Code205CC
Credits3
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
SENSORI E BIOSENSORICHIM/01LEZIONI24
FABIO DI FRANCESCO unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Il corso fornisce allo studente le nozioni basilari per comprendere i principi di funzionamento delle principali tipologie di sensori e dà uno spaccato dello sviluppo della ricerca in questo settore. Per la natura dell’argomento trattato, esso ha carattere multidisciplinare.

Knowledge

The course supplies the student with the fundamentals working principles of the main sensor types and gives him an insight of the research evolution in this field. Due to the argument, the course has a multidisciplinary character.

Modalità di verifica delle conoscenze

Per l'accertamento delle conoscenze verrà svolto un colloquio individuale.

Assessment criteria of knowledge

The acquired knowledge will be evaluated with an oral exam.

Capacità

Lo studente sarà in grado di leggere autonomamente e discutere criticamente i contenuti di articoli di letteratura relativi ai sensori, e di selezionare le tecnologie migliori per una specifica applicazione.

Skills

The student will be able to autonomously read and discuss critically the contents of literature relevant to sensors, and to select the most suited technology for a specific purpose.

Modalità di verifica delle capacità

Lo studente dovrà analizzare e discutere un articolo selezionato dal docente durante il colloquio orale.

Assessment criteria of skills

The student will analyse and discuss a paper selected from the professor during the oral exam.

Comportamenti

Lo studente potrà sviluppare sensibilità relativamente all’uso di sensori e discutere le problematiche con un linguaggio appropriato.

Behaviors

The student will develop a sensitivity towards the use of sensors and will be able to discuss the relevant problems with a proper language.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante le lezioni frontali sarà stimolata la discussione tra il docente e gli studenti.

Assessment criteria of behaviors

 In the classroom, discussion and interaction between the class and the professor will be encouraged.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

E’ richiesta le conoscenze di base acquisite nel corso della laurea triennale:

  • Matematica: funzioni continue e periodiche, sarebbe utile la conoscenza della serie di Fourier
  • Fisica: Vettori, grandezze elettriche fondamentali, leggi di Ohm e Kirchhoof
  • Chimica analitica: cifre di merito (riproducibilità, ripetibilità, sensibilità, limite di rivelabilità…)
Prerequisites

Basic knowledge acquired during the bachelor degree is required

  • Mathematics: continuous and periodic functions, might be useful to know the Fourier series.
  • Physics: Vectors, fundamental electric quantities, Ohm’s and Kirchhoff’s laws.
  • Analytical chemistry: figure of merits (reproducibility, repeatability, sensitivity, detection limit…)
Prerequisiti per studi successivi

Gli argomenti per corso possono essere utili per i corsi di analitica IV e V.

Prerequisites for further study

 The contents of the course might be useful for the courses of analytical chemistry IV and V.

Indicazioni metodologiche
  • lezioni frontali con ausilio di diapositive
  • alcune lezioni tenute da esperti esterni
  • vengono fornite allo studente le diapositive, materiale di supporto e la registrazione audio delle lezioni per posta elettronica
  • il docente è disponile a ricevimento su richiesta
Teaching methods
  •  lessons supported by PowerPoint presentations
  • some lessons are given from external experts
  • students receive powerpoint presentations, supporting material, audio files by electronic mail

the professor is available for reception and consultation upon request

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Nel corso vengono descritti: caratteristiche generali dei sensori (definizioni, componenti, modalità di classificazione, caratteristiche statiche e dinamiche), elementi di teoria dei segnali (cos’è un segnale, spettro, conversione analogico-digitale, modalità di acquisizione, disturbi e rumore), elementi di  misure elettroniche (tensione, corrente, resistenza, frequenza, strumentazione relativa), elementi di fisica dello stato solido ed elettronica (conduzione nei metalli e nei semiconduttori, giunzione p-n, transistor), caratterizzazione e funzionalizzazione chimica delle superfici, biosensori, bilance microgravimetriche, sensori ottici, sensori ad ossido metallico, CHEM-FET, sistemi multisensore.

Syllabus

The lessons concern: general sensor characteristics (definitions, components, static and dynamic features), fundamentals of signal processing (definitions, spectrum, analog to digital conversion, signal acquisition, disturbance and noise), fundamentals of electronic measurements (voltage, current, resistance, frequency, instrumentation), fundamentals of solid state physics and electronics (conduction in metals and semiconductors, p-n junction, transistor), characterization and chemical functionalization of surfaces, biosensors, quartz crystal microbalances, optical sensors, metal oxide sensors, CHEM-FET, multisensor systems.

Bibliografia e materiale didattico
  1. Göpel, J. Hesse, J.N. Zemel, Sensors- A comprehensive survey, Vol. 1, (1989);
  2. Fraden, Handbook of modern sensors: physics, design and applications, (1996) Springer-Verlag, New York,
  3. Diefenderfer, Principles of electronic instrumentation
  4. Chemical Sensors and Biosensors: Fundamentals and Applications, Florinel-Gabriel Banica  2012 John Wiley & Sons
Bibliography
  1. Göpel, J. Hesse, J.N. Zemel, Sensors- A comprehensive survey, Vol. 1, (1989);
  2. Fraden, Handbook of modern sensors: physics, design and applications, (1996) Springer-Verlag, New York,
  3. Diefenderfer, Principles of electronic instrumentation
  4. Chemical Sensors and Biosensors: Fundamentals and Applications, Florinel-Gabriel Banica  2012 John Wiley & Sons
Indicazioni per non frequentanti

Ai non frequentanti è consigliato richiedere al docente il materiale del corso e di contattarlo per ricevimenti.

Non-attending students info

 Students not attending the lessons are suggested to contact the professor to receive the educational material and for consultation.

Modalità d'esame

L'esame è composto da una prova orale consistente nella discussione di un articolo di letteratura e da un colloquio sui contenuti del corso

 

Assessment methods

The exam includes the discussion of a journal paper and a colloquium concerning the content of the course.

Stage e tirocini

Non previsti

 

Work placement

Not applicable

Updated: 17/01/2018 11:00