NANOSTRUTTURE ORGANICHE
Anno accademico 2017/2018 - 2° anno- MODULO 1: Francesco Paolo BALLISTRERI
- MODULO 2: Luisa D'URSO
SSD
- CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
- CHIM/02 - CHIMICA FISICA
Semestre: 1°
Obiettivi formativi
- MODULO 1
Fornire allo studente una sensibilità rivolta alle strategie sintetiche per l’ottenimento di strutture molecolari opportunamente funzionalizzate sia per l’ancoraggio su superfici inorganiche che nell’elettronica molecolare.
- MODULO 2
Il corso è articolato in 4 crediti di lezioni frontali e 2 crediti dedicati ad esperienze di laboratorio. L'indegnamento ha lo scopo di fornire agli studenti conoscenze chimico-fisiche teorico-pratiche relative ai materiali nanostrutturati organici, alle tecniche di indagine e ad alcuni dispositivi con essi realizzati. Gli studenti saranno in grado di fabbricare e caratterizzare con semplici esperimenti materiali nanostrutturati per applicazioni nell'ettronica e nella catalisi.
Prerequisiti richiesti
- MODULO 1
Laurea triennale in discipline scientifiche.
- MODULO 2
Conoscenza della Chimica Fisica di base
Frequenza lezioni
- MODULO 1
Obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del CdS in Chimica Organica e Bioorganica
- MODULO 2
Obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del Cds in Chimica Organica e Bioorganica
Contenuti del corso
- MODULO 1
Reazioni di accoppiamento carbonio-carbonio mediante metodologie organometalliche: Gilman, Suzuki, Stille, Hech, ecc. Formazione di nuovi doppi legami carbonio-carbonio mediante metatesi di alcheni (ROMP, CM, RCM, ecc.) L’approccio top-down e bottom-up per la costruzione di nano congegni e nano macchine. Interazione luce-materia. Elettronica e fotonica molecolare: vantaggi nell’uso di piccole molecole organiche rispetto ai cluster inorganici. Semiconduttori organici di tipo p ed n. Elettroluminescenza organica in film sottili: impiego di molecole a basso peso molecolare o di sistemi polimerici (OLED). Progettazione di materiali organici capaci di sostituire i componenti optoelettronici tradizionali. Anali e commento di lavori scientifici recenti riguardanti gli argomenti trattati.
Progettazione, sintesi e caratterizzazione (1H-,13C-NMR; MS) di molecole organiche opportunamente funzionalizzate per l’ancoraggio su superfici inorganiche, confronto delle proprietà foto fisiche in soluzione e in fase solida.
- MODULO 2
Il mondo nanoscopico: tipologie di nanosisteni e cenni su alcuni metodi fisici di preparazione dei nanomateriali. Tecniche di microscopia (ottica, elettronica ed a sonda) e tecniche combinate di spettroscopia e microscopia. Difetti nei solidi. Proprietà elettroniche, ottiche e meccaniche delle nanostrutture. Esempi di applicazioni tecnologiche delle nanostrutture nell’elettronica, nella sensoristica e nella catalisi.
Esperienze di Laboratorio: dispersioni colloidali (ibridi organici-inorganici), sistemi 2D (grafene e ossido di grafene), ibridi Ossido di grafene-Salen(Me), realizzazione di un dispositivo Organic Light Emitting Diode -OLED
Testi di riferimento
- MODULO 1
1. J.L. Atwood, J.W. Steed “Organic Nanostructures”, 2008 Wiley & VCH Verlag GmbH – Co. KGaA, Weinheim- ISBN: 978-3-527-31836-0.
2. P. Wyatt, S. Warren “Organic Synthesis-Strategy and Control” , 2007, John Wiley & Sons, Ltd.
3. S. Warren “Designing Organic Syntheses”, John Wiley &Sons
- MODULO 2
Testi di riferimento: S.Elliott: The physics and chemistry of solids (J.Wiley) - J.I.Gersten, F.W.Smith: The physics and chemistry of materials - C.Kittel: Introduction to solid state physics
Programmazione del corso
MODULO 1 | |||
* | Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|---|
1 | * | Tutti gli argomenti del programma | |
MODULO 2 | |||
* | Argomenti | Riferimenti testi | |
1 | * | Il mondo nanoscopico e le nanostrutture organiche | |
2 | Tecniche di microscopia (ottica, elettronica ed a sonda) | ||
3 | Tecniche spettroscopiche e microscopiche combinate | ||
4 | Proprietà delle nanostrutture: elettroniche, ottiche, meccaniche | ||
5 | Difetti nelle nanostrutture e loro influenza sulle proprietà chimico-fisiche | ||
6 | Esempi di applicazioni tecnologiche delle nanostrutture organiche | ||
7 | Esperienze di laboratorio: sintesi di sistemi colloidali ibridi organici/inorganici | ||
8 | Esperienze di laboratorio: sintesi dell'ossido di grafene e funzionalizzazione per applicazione nella catalisi | ||
9 | Esperienze di laboratorio: sintesi di un OLED |
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
- MODULO 1
Esame orale
- MODULO 2
Esame Orale
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- MODULO 1
Le metodologie organometalliche nella sintesi di polimeri.
L'elettroluminescenza organica: aspetti teorici ed applicazioni pratiche.
Analisi e commento di un articolo recente di letteratura, riguardante gli argomenti trattati, a scelta dello studente.
Porte logiche molecolari.
- MODULO 2
nessuna