Obiettivi Formativi

Il corso si propone di - fornire allo studente un quadro significativo della chimica supramolecolare attraverso la presentazione, sotto forma di casi di studio, di alcune molecole utilizzate in questo settore della chimica - fornire un inquadramento sistematico dello stato dell’arte dei nanomateriali per quanto attiene le tecnologie di sintesi (bottom-up and top-down), produzione e proprietà, dando enfasi alle peculiarità di comportamento che derivano al materiale dalla nanostrutturazione

Learning Goals

The course aims to: - provide the student with a significant knowledge of supramolecular chemistry through the presentation, in the form of case studies, of some molecules used in this sector of chemistry - provide systematic knowledge of the state of art nanomaterials, focusing on the synthetic methodologies (bottom-up and top-down), manufacturing and properties, with a special emphasis to peculiar behavior raising from the nanoscale

Metodi didattici

Lezioni Frontali

Teaching Methods

Frontal Lectures 

Prerequisiti

Lo studente deve avere conoscenze di base di chimica organica, chimica inorganica, chimica fisica e della lingua inglese​​​​​​​

Prerequisites

The student must have basic knowledge of organic, inorganic and physical chemistry and of English language​​​​​​​

Verifiche dell'apprendimento

La valutazione dell'apprendimento consisterà in un esame orale integrato sui contenuti dei corsi di "Materiali nanostrutturati” e “Chimica dei materiali supramolecolari”. Allo studente verrà richiesto di selezionare e commentare un recente articolo nel campo della Chimica dei Materiali Supramolecolari tratto da una rivista internazionale di elevato impatto. La discussione include quesiti correlati agli argomenti presentati nel corso delle lezioni. 

Assessment

The overall evaluation will be based on an integrated examinations on the topics of the courses “Nanostructured Materials” and “Chemistry of Supramolecular Materials”. The student will present and comment a recent article in the area of Supramolecular Materials selected from a high-impact international journal. The discussion will cover also topics dealt with during the lectures.  

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: A000537 - CHIMICA DEI MATERIALI SUPRAMOLECOLARI ------------------------------------------------------------ Definizione e sviluppo della Chimica Supramolecolare dei Materiali: un breve quadro storico. Classificazione dei composti organici che sono più diffusamente impiegati nella realizzazione di materiali e sistemi supramolecolari. Interazioni supramolecolari. Metodi per la determinazione di costanti di associazione. Principali classi di recettori sintetici. Eteri corona. Podandi. Sperandi. Effetto macrociclico: selettività e forza complessante. Calixareni. Leganti supramolecolari per anioni. Recettori molecolari per molecole neutre. Catenani. Rotaxani. Ciclodestrine. Dendrimeri. Polimeri supramolecolari e self-assembly. Materiali supramolecolari avanzati (logic gates, superfici funzionali, sensing devices). ------------------------------------------------------------ Modulo: 4202 - MATERIALI NANOSTRUTTURATI ------------------------------------------------------------ Classificazione dei materiali.  Classificazione dei materiali nanostrutturati, dimensionalità dei nanomateriali (nanoparticles, quantum -dots, -well, -wire). Proprietà derivanti dalle dimensioni (punto di fusione, risonanza plasmonica di superficie), proprietà di superficie (effetto loto, etc), proprietà derivanti da confinamento quantico (eccitone di Bohr, super -elasticità, -conducibilità, -magnetismo. Effetto tunnel. Tecniche di caratterizzazione. Approccio top-down e bottom-up di sintesi dei nanomateriali.  Polimeri nanostrutturati. 

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: A000537 - CHIMICA DEI MATERIALI SUPRAMOLECOLARI ------------------------------------------------------------ Definition and development of the chemistry: of supramolecular materials a brief history. Classification of supramolecular hosts and guests that are widely used for the assembly/construction of Supramolecular materials. Supramolecular interactions. Methods for the determination of binding constants. Main classes of synthetic molecular receptors used for the construction of supramolecular materials. Crown Ethers. Podands. Sferands. The macrocyclic effect: binding strength and selectivity. Template effect in the synthesis of macrocycles. Calixarenes. Supramolecular ligands for anions. Synthetic molecular receptors for neutral molecules. Catenanes and Rotaxanes. Cyclodextrins. Dendrimers. Supramolecular polymers. Advanced supramolecular materials (logic gates, functionalised surfaces, sensing devices)  ------------------------------------------------------------ Modulo: 4202 - MATERIALI NANOSTRUTTURATI ------------------------------------------------------------ Classification of materials. Classification of nanostructured materials, dimensionality of nanomaterials (quantum-dots, -well, -wire). Properties deriving from dimensions (surface plasmon resonance, melting point), surface properties (lotus effect, etc), properties deriving from quantum confinement (Exciton of Bohr and Bohr exiciton radius, super-elasticity, -conductivity, -magnetism. Tunnel effect. Quantum capacitors. Characterization techniques. Top-down and bottom-up approach of synthesis of nanomaterials. Nanostructured polymers.