NANOTECNOLOGIE PER LA SOSTENIBILITÀ

Internazionalizzazione della Didattica NANOTECNOLOGIE PER LA SOSTENIBILITÀ

0522600060
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
FISICA
2021/2022

ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2021
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
324LEZIONE
336LABORATORIO
Obiettivi
IL CORSO FORNISCE LE METODOLOGIE NECESSARIE PER LA COMPRENSIONE DEI PROCESSI BASATI SULLE NANOTECNOLOGIE, CON ATTENZIONE ANCHE AD ASPETTI DELLA SOSTENIBILITÀ. PARTENDO DALLA DEFINIZIONE DI NANOSCALA INTRODUCE GLI ALLIEVI AL CONCETTO DI NANOTECNOLOGIE CHE PERMETTE IL CONTROLLO DELLA MATERIA SU SCALA NANOMETRICA. L’OBIETTIVO È QUELLO DI FORNIRE LA METODOLOGIA PER LA PROGETTAZIONE, L’ANALISI E LO SVILUPPO DEI PROCESSI BASATI SULLE NANOTECNOLOGIE IN VISTA DI APPLICAZIONI NELL’AMBITO DELLA SOSTENIBILITÀ.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
CONOSCENZE DELLA STRUTTURA DI ATOMI E CAPACITÀ DI COMPRENDERE LE INTERAZIONI TRA MOLECOLE.
CONOSCENZA DI PROCESSI DI DEPOSIZIONE DA FASE VAPORE CATALIZZATA
CONOSCENZE DI EQUILIBRI FISICI E CHIMICI
CONOSCENZA DI ELETTROCHIMICA IN VISTA DELLE ENERGIE RINNOVABILI, DELLA PRODUZIONE DI BENI, DELL’ACCUMULO DI ENERGIA

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE E COMPRENSIONE
CAPACITÀ DI PREVEDERE LA TERMODINAMICA E LA CINETICA DI UN PROCESSO CHIMICO
CAPACITÀ DI ESEGUIRE CALCOLI RELATIVI A BILANCI DI MASSA E CARICA NELLE REAZIONI REDOX
CAPACITÀ DI ANALIZZARE LA STRUTTURA DELLA MATERIA ATTRAVERSO ANALISI E MISURE MICROSCOPICHE, STRUTTURALI E CHIMICO/FISICHE

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI VALUTARE IN AUTONOMIA:
•LA VALIDITÀ E I LIMITI DELLE CARATTERISTICHE ED IL COMPORTAMENTO FISICO CHIMICO DELLE NANOSTRUTTURE
•I CRITERI CHE REGOLANO LA PROGETTAZIONE E LA PRODUZIONE DI NANOMATERIALI IN RELAZIONE ALLE LORO APPLICAZIONI.
ABILITÀ COMUNICATIVE
LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI SOSTENERE CONVERSAZIONI SU TEMATICHE LEGATE ALLE NANOTECNOLOGIE E LA SOSTENIBILITÀ CON TERMINOLOGIA SCIENTIFICA ADEGUATA E ALLA CONOSCENZA DI STRUMENTI PER LA RAPPRESENTAZIONE MATEMATICA E GRAFICA DEI FENOMENI DESCRITTI.
Prerequisiti
CONOSCENZE E COMPETENZE NELL’AMBITO DELLA FISICA E DELLA CHIMICA DI PROCESSO.
Contenuti
PROCESSI DI SINTESI DI NANOMATERIALI E DISPOSITIVI. (17 ORE TEORIA + 3 ORE LABORATORIO)
•APPROCCIO BOTTOM-UP (DAL BASSO VERSO L'ALTO): I MATERIALI E I DISPOSITIVI SONO REALIZZATI PARTENDO DA COMPONENTI MOLECOLARI CHE SI AUTO-ASSEMBLANO. (3 ORE TEORIA)
•APPROCCIO TOP-DOWN (DALL'ALTO VERSO IL BASSO): I DISPOSITIVI SONO FABBRICATI DA MATERIALI MACROSCOPICI ATTRAVERSO UN ATTENTO CONTROLLO DEI PROCESSI DI MINIATURIZZAZIONE A LIVELLO ATOMICO. (3 ORE TEORIA)
•GENERAZIONE IN AEROSOL (PIROLISI IN FIAMMA, PIROLISI LASER, …). (2 ORE TEORIA)
•DEPOSIZIONE CHIMICA DA VAPORE CATALIZZATA. (6 ORE TEORIA)
•PROCESSI CHIMICI, COLLOIDALI E DI AUTOASSEMBLAGGI. (3 ORE TEORIA + 3 ORE LABORATORIO)
TECNICHE DI ANALISI DEI NANOMATERIALI. (5 ORE TEORIA + 5 ORE LABORATORIO)
•PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DI DISPOSITIVI BASATI SU NANOMATERIALI. (2 ORE TEORIA)
•I SUPERCAPACITORI. (2 ORE TEORIA + 2 ORE LABORATORIO)
•LE BATTERIE (1 ORE TEORIA + 3 ORE LABORATORIO)
L’UTILIZZO DI FONTI RINNOVABILI (14 ORE TEORIA + 6 ORE LABORATORIO)
•LE CELLE A COMBUSTIBILE. (2 ORE TEORIA)
•LE NANOTECNOLOGIE PER LA REALIZZAZIONE DI IMPIANTI E SISTEMI DI CONTROLLO PER LA COGENERAZIONE. (2 ORE TEORIA)
•LA PRODUZIONE DI IDROGENO DALL’ACQUA. (3 ORE TEORIA + 3 ORE LABORATORIO)
•LA PRODUZIONE DI IDROGENO DA FONTI RINNOVABILI. (2 ORE TEORIA + 3 ORE LABORATORIO)
•L’OSSIDAZIONE DELLA CO2. (2 ORE TEORIA)
•IL RICICLO E RIUTILIZZO DEI MATERIALI: L’ECONOMIA CIRCOLARE. (3 ORE TEORIA)
LA TOSSICOLOGIA. (4 ORE TEORIA)
L’IGIENE. (4 ORE TEORIA)
L'ESPOSIZIONE A NANOMATERIALI INGEGNERIZZATI. (2 ORE TEORIA)
•IL REACH (REGISTRATION, EVALUATION, AUTHORISATION AND RESTRICTION OF CHEMICALS). (2 ORE TEORIA)


Metodi Didattici
LEZIONI FRONTALI, SEMINARI SPECIALISTICI, ESERCITAZIONI NUMERICHE.
Verifica dell'apprendimento
PROVA FINALE ORALE. LA PROVA D’ESAME È FINALIZZATA A VALUTARE LA CONOSCENZA DEI FONDAMENTI DELLE NANOTECNOLOGIE E STRUTTURA DELLA MATERIA E DELLE SUE TRASFORMAZIONI.
LA PROVA SARÀ TESA A VERIFICARE IL LIVELLO DI CONOSCENZA DELLE BASI TEORICHE CHE REGOLANO I PROCESSI CHIMICI E LE PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE DELLA MATERIA.
IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA INCERTEZZA SUI DIVERSI CONTENUTI DEL PROGRAMMA, SULLE BASI DELLE NANOTECNOLOGIE E NELLA CORRELAZIONE TRA I DIVERSI ARGOMENTI. NEL COMPLESSO MOSTRA UNA CONOSCENZA FRAMMENTARIA DEI CONTENUTI TEORICI E LIMITATA CAPACITÀ DI UTILIZZARLI.
IL LIVELLO MASSIMO (30/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA COMPLETA ED APPROFONDITA DELLE METODOLOGIE E DEGLI STRUMENTI ED HA UNA NOTEVOLE CAPACITÀ DI UTILIZZARLI NEL CONTESTO DI STUDIO.
LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO IL CANDIDATO DIMOSTRA SIGNIFICATIVA PADRONANZA DELLE METODOLOGIE E DEGLI STRUMENTI, ECCELLENTE CAPACITÀ DI COMUNICAZIONE, PRONTEZZA DI COLLEGAMENTI E SPICCATA CAPACITÀ DI AUTONOMIA.
IL VOTO, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, DIPENDERÀ DALLA MATURITÀ GLOBALE ACQUISITA SUI CONTENUTI DEL CORSO.
È CONDIZIONE NECESSARIA PER LA SUFFICIENZA LA CONOSCENZA DEI PRINCIPI FONDAMENTALI DELLA CLASSIFICAZIONE DEI SOLIDI, DEI DIAGRAMMI DI STATO E TRANSIZIONI DI FASE, EQUILIBRI CHIMICI, CATALISI OMOGENEA ED ETEROGENEA, PROCESSI SO-GEL, PROCESSI PIROLITICI, PROCESSI ELETTROCHIMICI E CHIMICO/FISICI.
SI TERRÀ CONTO:
•DELLA QUALITÀ DELL’ESPOSIZIONE E DEL LINGUAGGIO
•DELLA CAPACITÀ DI CORRELAZIONE TRA ARGOMENTI DIVERSI E CON ALTRE DISCIPLINE
•DELLA CAPACITÀ AUTONOMA DI GIUDIZIO
LO STUDENTE RAGGIUNGE IL LIVELLO DI ECCELLENZA SE SI RIVELA IN GRADO DI AFFRONTARE PROBLEMI CHE RICHIEDONO COLLEGAMENTI TRA VARI ELEMENTI, GIUNGENDO A SOLUZIONE CON VERIFICA DELLE IPOTESI FATTE.
Testi
- D.A. CROWL AND J.F. LOUVAR.- CHEMICAL PROCESS SAFETY: FUNDAMENTAL AND APPLICATIONS- PRENTICE - HALL – INTERNATIONAL SERIES IN THE PHYSICAL AND CHEMICAL ENGINEERING SCIENCES
-J.H. PERRY-CHEMICAL ENGINEERING’S HANDBOOK, MCGRAW HILL
- TESTI INERENTI.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3
  • Didattica