CdSCHIMICA INDUSTRIALE
Codice394CC
CFU9
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| DESIGN MACROMOLECOLARE E MATERIALI POLOMERICI PER APPLICAZIONI SPECIALI E LABORATORIO | CHIM/04 | LEZIONI | 86 |
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Lo studente che ha completato con successo il corso avrà acquisito un'approfondita conoscenza riguardo alla sintesi di polimeri a diversa architettura mediante tecniche di polimerizzazione avanzate e sarà capace di dimostrare una solida conoscenza delle principali classi di materiali speciali e dei loro usi in diversi campi applicativi. Avrà, inoltre, conseguito le conoscenze scientifiche per stabilire correlazioni tra la struttura di un materiale polimerico e le sue proprietà, apprendimento che gli consentirà la progettazione (design) di uno specifico materiale polimerico a partire dalla finalità d'uso.
Infine il corso di laboratorio permetterà allo studente di cimentarsi direttamente nella sintesi, formulazione e caratterizzazione (in massa e/o in soluzione e/o in superficie) di alcuni materiali polimerici selezionati per applicazioni speciali trattati durante le lezioni frontali.
The student who successfully completes the course will have a deep knowledge of the synthesis of polymers with different architectures through advanced polymerization techniques and he/she will be able to demonstrate a solid knowledge of the main classes of specialty materials and their uses in different and specific fields of application. Moreover, he/she will be able to demonstrate the scientific knowledge to establish structure-property correlations of a polymeric material for a special use, that will allow him/her to design a specific polymeric material starting from a potential application.
Finally, the laboratory course will allow the student to directly engage in the synthesis, formulation, and characterization (in bulk and/or solution and/or at the surface) of selected polymeric materials for special applications discussed during face-to-face classes.
Le conoscenze saranno valutate in base all'abilità dello studente di discutere criticamente i contenuti del corso e di applicare concetti generali a diversi contesti.
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss critically the main course contents using the appropriate terminology and to apply general concepts to different specific topics.
Al termine del corso:
- lo studente avrà acquisito conoscenze relative a tecniche di polimerizzazione avanzate, quali polimerizzazioni radicaliche controllate via ATRP (e varianti), RAFT e NMP
- lo studente avrà acquisito conoscenze rispetto alla chimica dei materiali polimerici per applicazioni ambientali (ad. es. polimeri biodegradabili) e biomediche (ad. es lenti a contatto, rilascio controllato difarmaci…) ed impiegabili come polimeri barriera e membrane (per. es. perultrafiltrazione, osmosi inversa…);
- lo studente avrà acquisito conoscenze di alcune classi di materiali ad alto valore aggiunto perapplicazioni avanzate (ad. es. polimeri fluorurati, silossanici, materiali polimerici ‘intelligenti’…);
- lo studente avrà acquisito le conoscenze scientifiche per stabilire correlazioni struttura-proprietà di un materiale polimerico per uno specifico impiego, almeno tra quelli trattati nel corso.
On completion of the course:
- the student will have gained a deep knowledge on advanced polymerization tecniques, including controlled radical polymerization ATRP (and variants), RAFT and NMP
- the student will have gained a deep knowledge on the chemistry of polymeric materials for environmental (e.g. biodegradable polymers) and biomedical (e.g. contact lenses, controlled drugrelease…) applications and usable as barrier polymers and membranes (e.g. for ultrafiltration, reverse osmosis…);
- the student will have gained knowledge of some classes of high added value materials for advanced applications (e. g. fluorinated polymers, siloxanes, smart polymeric materials…);
- the student will have gained the scientific knowledge to establish structure-property correlations of apolymeric material for a specific use, at least among the ones examined during the course.
Lo studente dovrà sostenere un esame orale riguardante gli argomenti trattati nel corso. Inoltre, dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze derivanti dall'attività sperimentale di laboratorio.
The student will have to take an oral exam on the topics covered in the course. Additionally, he/she will have to demonstrate to have acquired the knowledge resulting from laboratory experimental activities
- Lo studente potrà acquisire le capacità necessarie per la sintesi mediante tecniche di polimerizzazione avanzate di polimeri a diversa architettura
- Lo studente potrà acquisire la capacità di prevedere correlazioni struttura-proprietà.
- Lo studente potrà acquisire la capacità di progettare un materiale polimerico sulla base della sua potenziale applicazione
- Lo studente potrà sviluppare maggiore sensibilità riguardo alle problematiche connesse con la progettazione, lo sviluppo ed impiego di materiali polimerici per applicazioni avanzate.
- The student will gain the ability for the synthesis via advanced polymerization techniques of polymers with different architectures.
- The student will be able to establish structure-property relationships.
- The student will gain the ability for the design of a polymeric material on the basis of its potential application.
- The student will become more aware of problems related to the design, development and use ofpolymeric materials for advanced applications.
L'interesse degli studenti verso gli argomenti trattati nel corso è stimolato e verificato da domande proposte dal docente
Durante il corso sarà verificato il grado di sensibilità alle tematiche dello studente mediante esemplificazione di 'casi di studio' specifici.
The students' interest in the topics covered in the course is stimulated and assessed through questions proposed by the teacher.
During the course the level of student's awareness will be assessed by exemplifying 'case studies'.
Sono richieste conoscenze di base della chimica industriale e della chimica macromolecolare con particolare riferimento alle tecniche più convenzionali di sintesi dei materiali polimerici ed alle principali tecniche di caratterizzazione.
Knowledge of basic elements of industrial chemistry and polymer chemistry with particular reference to conventional polymerization techniques and main polymer characterization techniques.
- Il corso è costituito da lezioni frontali (56 ore).
- Il corso è costituito da esperienze da svolgere in laboratorio (30 ore).
- Le lezioni sono svolte con l’ausilio di diapositive PowerPoint.
- Il docente fa uso di ricevimenti e della posta elettronica per comunicare con gli studenti.
- Il docente fa uso del sito di elearning del corso per caricare il materiale didattico.
- The course consists of face-to-face lectures (56 h).
- The course consists of laboratory activity (30 h).
- PowerPoint presentations are used for lectures.
- The teacher uses e-mails and meetings by appointment to communicate with students.
- The teacher uses the e-learning website to download PowerPoint presentations.
Il corso prenderà in esame polimeri e materiali a base polimerica impiegati per usi speciali, con particolare riferimento alle metodologie di preparazione e sintesi, incluse tecniche avanzate di polimerizzazione (quali NMP, RAFT ed ATRP), alle proprietà e all’applicazione commerciale. Esempi selezionati di polimeri appartenenti a diversi settori applicativi speciali e all’avanguardia saranno studiati nel dettaglio, inclusi: polimeri barriera, membrane polimeriche, fluoropolimeri, siliconi, copolimeri a blocchi anfifilici, idrogeli polimerici e polimeri superassorbenti, polimeri termoresponsivi, polimeri in campo biomedico e farmaceutico, polimeri a memoria di forma, polimeri biodegradabili e compostabili. Sulla base dell’ampia panoramica dei materiali polimerici trattati, il corso avrà quindi come scopo ultimo quello di fornire le conoscenze per una comprensione approfondita delle correlazioni tra il design e la struttura chimica molecolare del materiale, le sue proprietà ed il suo campo di utilizzo, così come fornire gli strumenti per identificare e progettare un materiale a partire dal suo specifico settore d’impego.
The course deals with polymers and polymer-based materials for special uses, with particular attention being devoted to preparation and synthesis, including advaced polymerization techniques, properties and commercial use. Selected examples of polymers from different special and advanced areas of application will be studied in detail, including barrier polymers, polymeric membranes, fluoropolymers, silicones, amphiphilic block copolymers, hydrogels and superabsorbent polymers, thermoresponsive polymers, polymers for biomedical and pharmaceutical applications, shape memory polymers, biodegradable and compostable polymers, varnishes and paints. On the basis of the wide overview of the speciality polymers presented, the course will be mainly aimed at achieving a knowledge-based understanding of the correlations between the macromolecular design and structure of the material, its properties and field of application as well as providing the scientific tools to identify and design a material suitable for a given use.
Libri di testo, capitoli di enciclopedie e materiale bibliografico vario saranno consigliati allo studente. Le diapositive delle lezioni frontali saranno messe a disposizione dello studente.
Textbooks, chapters in encyclopedias and further bibliography materials will be recommended. The slides of face-to-face classes will be made available.
La frequenza alle lezioni di laboratorio (sia quelle in aula che le esercitazioni in laboratorio) è obbligatoria ed è un requisito necessario per l'ammissione all'esame finale.
Attending laboratory classes and activities is mandatory and is a necessary requirement for admission to the final exam.
L'esame consiste in una prova orale.
Tale prova orale tra lo studente e il docente riguarda i contenuti del corso e serve a valutare il grado di apprendimento, in particolare la capacità di elaborare criticamente e autonomamente i principali concetti applicandoli ai diversi contesti proposti allo studente.
Il colloquio avrà esito positivo se lo studente dimostrerà di essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia scientifica corretta e se risponderà correttamente alle domande concernenti i principali concetti del corso.
An oral examination will be the assessment method.
The assessement, 60 minutes long on average, deals with the topics treated during the course and helps to evaluate the the level of proficiency, especially the capability of the student to elaborate critically and autonomally the principal concepts for applying them in different proposed contexts.
The assessment will be positive when the student will demonstrate to be able to express himself/herself clearly with appropriate scientific terminology and will answer in a correct way to questions relevant to the principal concepts of the course.