Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
SCIENZA DEI MATERIALI ORD. 2013

Materiali Organici Funzionali

6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 40 10 0 98

Periodo

AnnoPeriodo
I anno1 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Inglese

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201424/01/2015

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteDiscipline fisiche e chimicheCHIM/066


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. MAGGINI MICHELECHIM/06Dipartimento di Scienze Chimiche

Altri Docenti

Non previsti

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste

Bollettino

Corsi di chimica di base della laurea triennale Concetto di allotropo; reattività del carbonio insaturo di olefine standard e tensionate e di acetileni; trasformazione del gruppo carbossilico in alogenuro acilico, estere, ammide, nitrile; addizione nucleofila al carbonio insaturo: in particolare addizione di litio- e magnesio-organici; reazioni aldoliche, cicloaddizioni (Diels-Alder; 1,3-dipolari per formare pirrolidine, aziridine, ciclopropani). Metodi semiempirici per la determinazione dello stato a minima energia di una struttura molecolare organica, calcolo e visualizzazione degli orbitali di frontiera di molecole organiche. Stati eccitati delle molecole organiche: stato di singoletto eccitato, di tripletto eccitato, intersystem crossing; ossigeno singoletto vs ossigeno molecolare naturale. Fondamenti di spettroscopia di assorbimento, emissione, IR, Raman. Spettrometria 1H- e 13C-NMR; spettrometria di massa, fondamenti di analisi diffrattometrica, fondamenti di calorimetria (termogravimetria). Concetti di base della fisica dei semiconduttori inorganici, funzionamento di una cella solare convenzionale. Curve I/V caratteristiche, efficienza quantica di un dispositivo fotovoltaico, efficienza di conversione fotovoltaica, tensione a circuito aperto, corrente di cortocircuito. Concetti di base di elettrochimica (anodo, catodo, riduzione, ossidazione, architettua di una cella elettrochimica). Trasferimento elettronico e di energia nelle molecole organiche. Concetto di band-gap nei semiconduttori inorganici e in quelli organici e metodi diretti e indiretti (ottici, elettrochimici) per la determinazione del band-gap. Principi di funzionamento di un LED, OLED, FET, OFET. Principali reazioni di polimerizzazione.

Il corso di Materiali Organici Funzionali ha l'obiettivo di fornire allo studente le conoscenze di base per comprendere e progettare la sintesi e la funzionalizzazione di strutture molecolari organiche per la scienza dei materiali. In particolare saranno affrontate le principali funzionalizzazioni delle strutture a base di carbonio (grafite, fullerene, nanotubi di carbonio, grafene) e le sintesi di polimeri e oligomeri semiconduttori organici attraverso reazioni di condensazione e di formazione di legami carbonio-carbonio metallo catalizzate.

Il corso prevede lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Le lezioni saranno svolte utilizzando la lavagna e attraverso l'impiego di slides per la schematizzazione dei contenuti e la discussione dei concetti che richiedono la rappresentazione di strutture molecolari complesse. Saranno inoltre svolti esercizi in aula a gruppi con correzione alla lavagna.

Nanostrutture di carbonio • Principi generali di reattività • Funzionalizzazione dei fullereni • Funzionalizzazione dei nanotubi di carbonio e del grafene Polimeri semiconduttori • Sintesi di omopolimeri e copolimeri semiconduttori • Bandgap engineering di polimeri semiconduttori • Strutture molecolari per OLED che emettono luce bianca o luce blu • Celle solari polimeriche

Esame orale

La valutazione della preparazione dello studente si baserà sulla comprensione degli argomenti svolti, sull'acquisizione dei concetti proposti e sulla capacità di applicarli alla sintesi di polimeri e oligomeri semiconduttori e alla funzionalizzazione di nanostrutture di carbonio.

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Saranno rese disponibili agli studenti le slides prima del corso.