ECTS - University of Pisa
Alla fine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze riguardanti le tecniche di caratterizzazione chimico-fisica, meccanica, morfologica, dimensionale e funzionale in uso presso i laboratori di ricerca per lo studio di nuovi materiali, principalmente polimerici, per il settore biomedicale, alimentare e ambientale. Avrà inoltre acquisito la conoscenza di base nella produzione dei materiali dalla macro- alla nanoscala e nella loro funzionalizzazione e avrà la capacità di applicarle in laboratorio. Sarà in grado di eseguire in modo autonomo e in collaborazione con i docenti e tecnici specializzati la caratterizzazione dei materiali da loro realizzati in laboratorio mediante le seguenti tecniche: calorimetria a scansione differenziale (DSC), termogravimetria (TGA), spettroscopia infrarossa, Raman, UV, fluorescenza e Chemical Imaging, cromatografia ad alta prestazione (SEC HPLC), analisi meccanica (DMA, Instron, HDT), morfologica (FE-SEM) e funzionale (test specifici per valutazione attività antiossidante, microbica e altro…).
At the end of the course the student will have acquired knowledge regarding the physico-chemical, mechanical, morphological, dimensional and functional characterization techniques used in research laboratories for the study of new materials, mainly polymeric, for biomedical, food and environmental fields. The student will also have acquired the basic knowledge in the production of materials from the macro- to the nanoscale and in their functionalization and will have the ability to apply them in the laboratory. The students will be able to perform independently and in collaboration with teachers and specialized technicians the characterization of the materials they make in the laboratory using the following techniques: differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA), infrared, Raman, UV spectroscopy, fluorescence and Chemical Imaging, high performance chromatography (SEC, HPLC), mechanical (DMA, Instron, HDT), morphological (FE-SEM) and functional analysis (specific tests for evaluation of antioxidant, microbial and other ...).
Durante le prime lezioni teoriche il docente instaurerà una interazione diretta con lo studente in modo da verificare se i concetti esposti siano stati compresi. Il docente andrà ad approfondire alcuni concetti ed aspetti teorici che non sono noti allo studente considerato che al corso accedono studenti con formazione disciplinare diversa in base alla laurea triennale di provenienza.
Durante le lezioni sperimentali, dopo una prima dimostrazione da parte del docente, lo studente eseguirà in prima persona le analisi di caratterizzazione e verrà stimolato a fornire le sue interpretazioni dei risultati ottenuti.
During the first theoretical lessons, the teacher will establish a direct interaction with the student in order to verify if the concepts exposed have been understood. The teacher will go to deepen some concepts and theoretical aspects that are not known to the student considering that students with different disciplinary training and bachelor degree access the course.
During the experimental lessons, after a first demonstration by the teacher, the student will personally perform the characterization analyses and will be stimulated to provide their own interpretations of the results obtained.
Capacità di produrre membrane, idrogeli e nanofibre a base di materiali polimerici biostabili e/o biodegradabili, di natura sintetica, biologica e bioartificiale.
Conoscenza delle tecniche di funzionalizzazione mediante procedure chimiche e fisiche.
Capacità di impostare i metodi di analisi e le sequenze di lavoro per i diversi software strumentali che permettono l’acquisizione dei dati.
Capacità di elaborare i risultati sperimentali grazie alle conoscenze teoriche acquisite.
Ability to produce membranes, hydrogels and nanofibers based on biostable and/or biodegradable polymeric materials, having a synthetic, biological and bioartificial nature.
Knowledge of functionalization techniques through chemical and physical procedures.
Ability to set the methods of analysis and work sequences for the various instrumental software that allow data acquisition.
Ability to process experimental results thanks to the theoretical knowledge acquired.
Durante le attività di laboratorio, lo studente sarà guidato alla preparazione dei materiali e all’esecuzione delle caratterizzazioni chimico-fisiche, meccaniche e funzionali e sarà valutata l’autonomia, l’attenzione, l’accuratezza nel condurre le attività suggerite seguendo le corrette norme di comportamento nei laboratori chimici e strumentali.
During the laboratory activities, the student will be guided in the preparation of materials and the execution of the chemical-physical, mechanical and functional characterizations. The autonomy, attention, accuracy in performing the suggested activities will be assessed, following the correct rules in chemical and instrumental laboratories.
Concetti di base di chimica macromolecolare, scienza dei materiali, fisica e biologia cellulare.
Basic concepts of macromolecular chemistry, materials science, physics and cell biology.
Lezioni teoriche frontali e in remoto tramite presentazioni in power point.
Laboratorio: illustrazione pratica propedeutica all’uso degli strumenti di laboratorio, coinvolgere lo studente nell’allestimento dei sistemi per la sintesi dei materiali, proporre allo studente di impostare i parametri degli strumenti di caratterizzazione che saranno utilizzati. Coinvolgimento continuo dello studente nella valutazione e nell’interpretazione dei risultati ottenuti richiamando le conoscenze di base e quelle acquisite durante il corso.
Theoretical lessons in presence and remotely using power point presentations.
Laboratory: practical illustration preparatory to the use of laboratory tools, involving the student in setting up the systems for the synthesis of materials, proposing to the student to set the parameters of the characterization instruments that will be used. Continuous involvement of the student in the evaluation and interpretation of the results obtained by recalling the basic and acquired during the course knowledge.
Lezioni teoriche su principi ed esempi di caratterizzazione dei materiali:
Preparazione dei campioni in laboratori chimici:
Caratterizzazione dei campioni in laboratori strumentali:
Theoretical lessons on principles and examples of material characterization:
Sample preparation in chemical laboratory:
Samples characterization in instrumental laboratory:
Il materiale necessario per seguire le attività ed i risultati elaborati al termine delle attività di laboratorio saranno caricati nella cartella del materiale del corso su piattaforma MSteams.
The material needed to follow the activities and the results obtained at the end of the laboratory activities will be uploaded to material folder on the MSteams platform.
Per gli studenti non in presenza è garantita la connessione a remoto con PC portatile e webcam del docente in modo da seguire in diretta le attività condotte in laboratorio, anche se sono previsti spostamenti in laboratori diversi, e interagire con i docenti e gli altri studenti per tutta la durata della lezione.
Per gli studenti non frequentanti, previa richiesta, saranno fornite le registrazioni delle lezioni.
For students not in attendance, the remote connection with the teacher's laptop and webcam is guaranteed in order to follow the activities conducted in the laboratory live, even if there are trips to different laboratories, and to interact with the teachers and other students to the entire duration of the lesson.
For non-attending students, upon request, the recordings of the lessons will be provided.
La modalità di esame consiste in una prova orale che prevede un colloquio tra il candidato ed i docenti seguendo una presentazione in ppt che lo studente preparerà prima del colloquio. La presentazione dovrà riportare una breve descrizione teorica delle tecniche di caratterizzazione utilizzate e a seguire le attività sperimentali condotte dallo studente per ciascuna analisi che ha seguito di persona o in remoto. Durante la prova orale, sarà chiesto allo studente come pianificare un esperimento di caratterizzazione, i vantaggi ed i limiti dell’analisi in oggetto per la caratterizzazione dei materiali che hanno utilizzato durante il corso. La durata media del colloquio è di 30 minuti circa.
The assessment method is an oral interview between the candidate and the teachers following a presentation in ppt that the student will prepare before the exam. The presentation must include a brief theoretical description of the characterization techniques used and then a description of the experimental activities carried out by the student for each analysis he has followed in person or remotely. During the oral exam, the student will be asked how to plan a characterization experiment, the advantages and limits of the analysis in question for the characterization of the materials they used during the course. The average duration of the interview is approximately 30 minutes.
