CHIMICA DEI MATERIALI INORGANICI

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2015/2016
Anno di corso: 
2
Anno accademico di erogazione: 
2016/2017
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42
Prerequisiti: 

Conoscenze di chimica generale e inorganica, chimica fisica e fisica dei cristalli

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

- Esame orale

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso si propone di approfondire la conoscenza dei metodi di sintesi e trasformazione delle principali classi di materiali inorganici o ibridi organici-inorganici, con particolare attenzione agli aspetti riguardanti la selezione dei precursori e lo sviluppo delle corrette condizioni di processo per ottenere materiali con composizione, proprietà chimico-fisiche e struttura determinate

Contenuti

Sintesi di materiali: cristallo singolo, polveri policristalline, film sottili e film spessi, fibre, materiali amorfi e porosi.
Sintesi allo stato solido: metodo ceramico (reazioni di combinazione diretta, soluzioni solide), riduzione carbotermica, sintesi per combustione, sinterizzazione, reazioni solido-gas (reazioni di evaporazione, di decomposizione, di ossidazione). Reazioni di intercalazione.
Sintesi da fuso e da soluzione: metodo Verneuil, metodo Czochralski, metodo Floating zone, metodo Skull melting, metodo Bridgman, metodo a scambio di calore. Metodo sol-gel. Sintesi in microemulsione. Processi idrotermali e solvo termali. Precipitazione. Epitassia da fase liquida
Sintesi da fase gas: Chemical Vapor Transport - CVT, Chemical Vapor Deposition - CVD, processi aereosol, Physical Vapor Deposition –PVD (sputtering, evaporazione termica in vuoto, impiantazione ionica, epitassia da fascio molecolare)
Polimeri Inorganici: polisilossani, polisilani, policarbosilani. Polisequiossani (POSS). Polifosfazeni, poliossotiazeni, polimeri contenenti fosforo, zolfo, metalli di transizione Polimeri preceramici per BN.
Materiali porosi: materiali micro, meso e macroporosi. Materiali a porosità ordinata. Materiali micro e nano porosi da soft building blocks. Materiali porosi ibridi organico-inorganici. Metal organic frameworks (MOFs)
Materiali inorganici a bassa dimensionalità: Materiali 1D e 2D. Composti a catena. Nano fili, nano tubi e nanorod. Nano tubi di carbonio e strutture correlate. Grafene. Composti lamellari
Composti di intercalazione: dicalcogenuri metallici. Ossoalogenuri metallici. Ossidi di metalli di transizione. Ossidi AMO2. Materiali per batterie.
Materiali compositi: compositi rinforzati con fibre e con particelle. Nanocompositi ceramici. Compositi polimero/particelle inorganiche. Nano compositi ibridi organico-inorganici

Programma esteso

Sintesi di materiali: cristallo singolo, polveri policristalline, film sottili e film spessi, fibre, materiali amorfi e porosi.
Sintesi allo stato solido: metodo ceramico (reazioni di combinazione diretta, soluzioni solide), riduzione carbotermica, sintesi per combustione, sinterizzazione, reazioni solido-gas (reazioni di evaporazione, di decomposizione, di ossidazione). Reazioni di intercalazione.
Sintesi da fuso e da soluzione: metodo Verneuil, metodo Czochralski, metodo Floating zone, metodo Skull melting, metodo Bridgman, metodo a scambio di calore. Metodo sol-gel. Sintesi in microemulsione. Processi idrotermali e solvo termali. Precipitazione. Epitassia da fase liquida
Sintesi da fase gas: Chemical Vapor Transport - CVT, Chemical Vapor Deposition - CVD, processi aereosol, Physical Vapor Deposition –PVD (sputtering, evaporazione termica in vuoto, impiantazione ionica, epitassia da fascio molecolare)
Polimeri Inorganici: polisilossani, polisilani, policarbosilani. Polisequiossani (POSS). Polifosfazeni, poliossotiazeni, polimeri contenenti fosforo, zolfo, metalli di transizione Polimeri preceramici per BN.
Materiali porosi: materiali micro, meso e macroporosi. Materiali a porosità ordinata. Materiali micro e nano porosi da soft building blocks. Materiali porosi ibridi organico-inorganici. Metal organic frameworks (MOFs)
Materiali inorganici a bassa dimensionalità: Materiali 1D e 2D. Composti a catena. Nano fili, nano tubi e nanorod. Nano tubi di carbonio e strutture correlate. Grafene. Composti lamellari
Composti di intercalazione: dicalcogenuri metallici. Ossoalogenuri metallici. Ossidi di metalli di transizione. Ossidi AMO2. Materiali per batterie.
Materiali compositi: compositi rinforzati con fibre e con particelle. Nanocompositi ceramici. Compositi polimero/particelle inorganiche. Nano compositi ibridi organico-inorganici

Bibliografia consigliata

Testi consigliati e di consultazione:
Synthesis of Inorganic Materials, U.Schubert, N. Hüsing, Wiley-VCH, 2005
Chemical Approach to Nanomaterials, G.A. Ozin and A.C. Arsenault, RCS Publishing, 2006
Hybrid Materials: Synthesis, Characterization,applications, G. Kickelbick Ed., Wiley-VCH, 2007
Functional Hybrid Materials, P. Gomez-Romero, C.Sanchez, Ed., Wiley-VCH, 2004
Nanocomposite Science and technology, P.M.Ajayan, L.S.Schadler, P.V.Braun, Wiley-VCH, 2003 Solid State Chemistry. Compounds, Eds. A.K.Cheetham, P.Day, Oxford Science Publications, 1992
The Inorganic Chemistry of Materials, P.J. van der Put, Plenum Press, 1998
Inorganic materials, Eds. D.W.Bruce, D.O’Hare, J.Wiley & Sons, 1992
Inorganic Chemistry, G.L.Miessler, D.A.Tarr, Prentice Hall

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

- Lezioni frontali

Contatti/Altre informazioni

Sul sito web: www.stc.unimib.it