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ANALYTICAL CHEMISTRY IV
FABIO DI FRANCESCO
Academic year2020/21
CourseCHEMISTRY
Code178CC
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
CHIMICA ANALITICA IVCHIM/01LEZIONI48
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 fundamental 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 concordato con il docente durante il colloquio orale.

Assessment criteria of skills

The student will analyse and discuss a paper selected together with 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, utile la conoscenza della serie di Fourier
  • Fisica: Vettori, grandezze elettriche fondamentali, leggi di Ohm e Kirchhoof
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.
Indicazioni metodologiche
  • lezioni virtuali con ausilio di diapositive
  • alcune lezioni tenute da esperti esterni
  • vengono fornite allo studente le diapositive, materiale di supporto e la registrazione video delle lezioni su spazio drive condiviso

Il docente è disponile a ricevimento su richiesta (contattarlo via mail).

Teaching methods
  •  remote lessons supported by slides
  • some lessons are given from external experts
  • students are given access to a drive space with presentations, supporting material, video lesson files

The professor is available for reception and consultation upon request (email him).

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Nel corso vengono richiamati concetti generali della chimica analitica, quali errori sperimentali, intervallo di significatività e validazione dei metodi analitici, e sono quindi descritte le caratteristiche generali dei sensori (definizioni, componenti, modalità di classificazione), i principi di analisi dei segnali, le modalità di effettuazione di misure elettriche, le bilance microgravimetriche, i principali metodi di trasduzione elettrochimica (potenziometria, tecniche voltammetriche, tecniche in corrente alternata), materiali semiconduttori e loro usi (giunzione p-n, LED, fotodiodi, transistor a effetto di campo), sensori ottici e ad ossidi metallici,  sistemi multisensore, caratterizzazione  e funzionalizzazione chimica delle superfici, nanomateriali come materiali sensibili (grafene, nanotubi di carbonio, quantum dots, nanoparticelle, nanocompositi), biorecettori e biosensori (aptasensori, immunosensori, sensori enzimatici).

Syllabus

General concepts of analytical chemistry are recalled in the course, such as experimental errors, confidence interval and validation of analytical methods, and then lessons show the general characteristics of the sensors (definitions, components, classification methods), principles of digital signal processing, measurement methods of electrical parameters, quartz crystal microbalances, main electrochemical transduction methods (potentiometry, voltammetric techniques, alternating current techniques), semiconductors and their use (pn junction, light emitting diodes, photodiodes, field effect transistors), optical and metal oxide sensors, multisensory systems, characterization and chemical functionalization of surfaces, nanomaterials as sensitive materials (graphene, carbon nanotubes, quantum dots, nanoparticles, nanocomposites), bioreceptors and biosensors (aptasensors, immunosensors, enzymatic sensors.

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.

Updated: 16/12/2020 10:23