Catalogo dei Corsi di studio

Scopo del corso è fornire agli studenti le informazioni necessarie per una conoscenza critica dei principi e delle applicazioni delle nanotecnologie che vanno dalla realizzazione e modifica di materiale nanostrutturato, alla cinetica, all'elettrochimica e ai principi della risonanza plasmonica che, uniti alle conoscenze acquisiti in latri insegnamenti quali la biochimica, chimica organica e la farmacologia saranno le basi per poter realizzare dispositivi miniaturizzati basati sulle bio-nanotecnologie applicati a risoluzioni di problematiche in campo alimentare, clinico ed ecotossicologico.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
• conoscere i principi che stanno alla base delle nanotecnologie con particolare riguardo alla modifica e funzionalizzazione;
• conoscere i principi che stanno alla base delle tecniche di misura applicati per la realizzazione dei nanodispositivi;
• essere in grado di comprenderne le potenzialità dei biosensori modificati con materiale nanostrutturato ed il loro utilizzo nella analisi su matrici reali di interesse alimentare, clinico, farmaceutico ed ambientale.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
• avere una comprensione dei differenti approcci teorico-sperimentali per la risoluzione delle proprietà inerenti l’impiego dei nanomateriali nella diagnostica in generale e dei biosensori in particolare.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
• essere in grado di sviluppare il proprio senso critico in seguito a stimoli provenienti dal docente:
• essere in grado di collegare gli argomenti studiati grazie anche alla multidisciplinarietà del corso integrando quanto studiato nel corso con le conoscenze già acquisite di tipo chimico e biologico.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
• essere in grado di descrivere temi scientifici inerenti ai sistemi reali utilizzando in maniera critica le metodologie e le tecniche trattate nel corso.
ABILITA' COMUNICATIVE:
• essere in grado di discutere temi scientifici inerenti le nanotecnologie e i dispositivi di misura ed applicarli a processi reali.

Programma

Programma

Introduzione alle nanotecnologie: Definizione delle nanotecnologie; principali caratteristiche dei nanomateriali; tipi di nanostrutture; materiali nanocompositi; principali proprietà chimico-fisiche dei nanomateriali.
Metodi per la caratterizzazione dei nanomateriali: Microscopia a forza atomica (AFM), microscopia elettronica a scansione (SEM), Microscopia elettronica a trasmissione (TEM), e altre tecniche di analisi di superficiale. Auto-assemblaggio di nanostrutture ed esempi di applicazione delle nanotecnologie
Introduzione ai biosensori: Definizione di biosensori; elementi principali di biosensori; parametri utilizzati per caratterizzare le prestazioni dei sensori: accuratezza, precisione, sensibilità, limite di rivelazione, selettività, linearità, tempo di risposta, tempo di vita.
Biosensori basati su nanoparticelle metalliche: Definizione di nanoparticelle; caratteristiche di nanoparticelle; e produzione di nanoparticelle approccio elettrochimico, chimico e “green”.
Bioensori basati su Quantum Dot: Definizione dei quantum dot; tecniche di fabbricazione; misure di fotoluminescenza macroscopiche e microscopiche; loro applicazione nella realizzazione di biosensori.
Biosensori basati su nanotubi di carbonio e grafene: definizione principali proprietà e sintesi dei nanotubi di carbonio e del grafene e suoi derivati; fabbricazione e principi di funzionamento di biosensori basati su nanotubi di carbonio e grafene e suoi derivati.
Biosensori basati su materiali nanocompositi: Sintesi di strutture nanocompositi polimeri/materiali nanostrutturati; caratteristiche ed applicazioni in campo sensoristico e per la realizzazione di “biofuel cell”.

Testi adottati

Non è richiesto un testo specifico, verranno forniti articoli per approfondire gli argomenti trattati come pure sarà possibile scaricare le slide complete delle lezioni sul sito internet del docente.

Prerequisiti

Si consiglia di aver sostenuto i seguenti esami: Chimica Fisica e Biochimica che rappresentano la base su cui discutere degli argomenti del Corso.

Modalità di valutazione

Le modalità di valutazione del corso sono caratterizzate da un appello di esame orale fissato ogni mese dell’anno, esclusi i mesi di agosto e dicembre. L’esame è aperto per 15-20 giorni per dare modo agli studenti la possibilità di scegliere la data più opportuna per sostenere l’esame. Il voto è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari. Nella valutazione delle prova ai fini dell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
Alla fine del Corso verranno forniti degli articoli sui vari argomenti del cosro che saranno la base di discussione dell'esame. In genere si parte da domande di carattere molto generale sui concetti principali sui biosensori e le nanotecnologie a cui seguono domande di approfondimento più specifiche e di complessità crescente riguardante l’applicazione dei principi studiati per descrivere fenomeni reali. Per il superamento dell'esame è sconsigliato lo studio mnemonico, ma è richiesta in maniera preponderante la comprensione dei concetti principali. E’ particolarmente apprezzata la capacità di collegare e confrontare gli argomenti svolti in diverse parti del corso e/o in altri corsi.