Fondamenti dei sistemi nanostrutturati.
Il corso segue un approccio chimico-fisico per la descrizione dei nanosistemi di rilevanza nelle biotecnologie (nanoparticelle metalliche, aggregati polimerici e strutture soft matter) e per le metodologie di caratterizzazione. Brevi richiami vengono fatti alle proprietà delle superfici, alle forze intermolecolari e all'equilibrio chimico.
Largo spazio viene dato alla descrizione delle applicazioni in ambito biomedico e nel campo dei materiali avanzati.
Materiale didattico fornito dal docente: slides del corso, articoli scientifici e capitoli di libri specialistici.
Alcuni argomenti sono trattati in:
- "Fundamentals of Soft Matter Science" di Linda Hirst, CRC Press, 2019 (ISBN 9781138724440)
- "Il nano-mondo che verrà. Verso la società nanotecnologica" di Federico Neresini, Il Mulino 2011 (ISBN 9788815149299 )
Obiettivi Formativi
Questo insegnamento intende fornire le conoscenze di base per la comprensione dei processi che generano l'auto-organizzazione dei sistemi chimici e fisici su scala nanometrica.
L'approccio seguito è molto basato sull'esperienza e sui metodi di indagine adatti ai nanositemi. Gli esempi trattati vertono essenzialmente sulle applicazioni in campo biologico e sulle tecnologie innnovative.
Le esercitazioni pratiche sono volte al familiarizzare gli studenti con le procedure di base per la preparazione e caratterizzazione di nanosistemi modello.
Prerequisiti
Nozioni apprese nei corsi di chimica generale, chimica organica ed elementi di termodinamica
Metodi Didattici
Lezioni frontali, seminari ed esercitazioni di laboratorio
Modalità di verifica apprendimento
Relazione sulle esercitazioni svolte in laboratorio; esame orale della durata di 30-40 minuti.
Per poter sostenere l'esame è necessario aver svolto le esercitazioni di laboratorio ed aver superato gli esami del primo anno, nel rispetto delle propedeuticità stabilite dal Corso di Studi
Programma del corso
Caratteristiche chimico-fisiche dei sistemi dispersi. Forze intermolecolari. Proprietà delle superfici e delle interfacce. Effetto idrofobico. Tensioattivi e loro aggregazione in mezzi acquosi. Bistrati lipidici e liposomi. Loro applicazioni in campo biomedico e tecnologico. Metodi per lo studio delle superfici e per la caratterizzazione dei sistemi self-assembly: SPM, DLS, SAXS, SANS, Microscopia Elettronica e tecniche calorimetriche. Nanoparticelle e loro applicazioni. Il legame metallico. Struttura cristallina dei nanosistemi inorganici. Polimeri e dendrimeri: loro caratteristiche strutturali e applicazioni come trasportatori di farmaci.
Sostenibilità delle nanotecnologie.