NANOSTRUTTURE ORGANICHE

12 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

FRANCESCO PAOLO BALLISTRERI - MODULO 1 - CHIM/06 - 6 CFU
LUISA D'URSO - MODULO 2 - CHIM/02 - 6 CFU

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

Altro materiale didattico

MODULO 1
http://studium.unict.it/dokeos/2017/main/document/document.php?cidReq=4605
MODULO 2
Il materiale didattico verrà fornito agli studenti durante le lezioni

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

* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

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

PROVE IN ITINERE

MODULO 1
Nessuna
MODULO 2
nessuna

PROVE DI FINE CORSO

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

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