CHIMICA DEI MATERIALI MOLECOLARI

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
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

esame orale

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

I materiali molecolari stanno attraversando una fase di rapidissimo sviluppo sia scientifico sia tecnologico. Obiettivo di questo corso è di fornire allo studente un’approfondita conoscenza della chimica di questi materiali, con particolare riferimento al loro utilizzo in dispositivi per fotonica, optoelettronica ed elettronica su scala molecolare

Contenuti

Introduzione alle forze intermolecolari e ai solidi molecolari: Interazioni deboli in materiali organici (interazioni dipolo-dipolo, ione-dipolo, legame a idrogeno, legame ad alogeno, legame coordinativo, -guest (coronandi, criptandi, podandi), calixareni, rotaxani e catenani.
Materiali per ottica non lineare: Origine della risposta ottica nonlineare in materiali organici molecolari. Materiali per elettroottica. Sistemi push-pull e modello della bond lenght alternation. Polimeri polati, vetri sol-gel. Multistrati auto assemblati. Strategie di design strutturale e relazioni struttura-proprietà (modelli bla e mix). Materiali molecolari quadrupolari e ramificati. Materiali riconducibili a strutture cianiniche. Applicazioni dell’assorbimento a due fotoni (limitatori ottici, foto polimerizzazione 3d, imaging e bioimaging, up-convertion lasing)
Sintesi e caratterizzazione di solidi organici semiconduttori: Generalità sui semiconduttori organici. Complessi a trasferimento di carica. I polimeri conduttori. Il poliacetilene. Poliparafenilene e poliparafenilenevinilene (ppv). Polieterocicli. Polimerizzazioni elettrochimiche e caratterizzazione di materiali organici conduttori.
Materiali per display e illuminazione: Materiali emettitori di luce per oled. Principi di funzionamento e tipologie di dispositivi. Materiali molecolari. Materiali polimerici. Diffusori a stato solido (fosfori remoti e materiali compositi)
Materiali elettrocromici: Principi di funzionamento. Criteri di design di materiali elettrocromici polimerici e molecolari.
Materiali per concentratori luminescenti e cristalli fotonici a base organica. Batterie ricaricabili a base organica.
Cenni relativi a materiali organici per bioimaging e terapia fotodinamica

Programma esteso

Introduzione alle forze intermolecolari e ai solidi molecolari: Interazioni deboli in materiali organici (interazioni dipolo-dipolo, ione-dipolo, legame a idrogeno, legame ad alogeno, legame coordinativo, -guest (coronandi, criptandi, podandi), calixareni, rotaxani e catenani.
Materiali per ottica non lineare: Origine della risposta ottica nonlineare in materiali organici molecolari. Materiali per elettroottica. Sistemi push-pull e modello della bond lenght alternation. Polimeri polati, vetri sol-gel. Multistrati auto assemblati. Strategie di design strutturale e relazioni struttura-proprietà (modelli bla e mix). Materiali molecolari quadrupolari e ramificati. Materiali riconducibili a strutture cianiniche. Applicazioni dell’assorbimento a due fotoni (limitatori ottici, foto polimerizzazione 3d, imaging e bioimaging, up-convertion lasing)
Sintesi e caratterizzazione di solidi organici semiconduttori: Generalità sui semiconduttori organici. Complessi a trasferimento di carica. I polimeri conduttori. Il poliacetilene. Poliparafenilene e poliparafenilenevinilene (ppv). Polieterocicli. Polimerizzazioni elettrochimiche e caratterizzazione di materiali organici conduttori.
Materiali per display e illuminazione: Materiali emettitori di luce per oled. Principi di funzionamento e tipologie di dispositivi. Materiali molecolari. Materiali polimerici. Diffusori a stato solido (fosfori remoti e materiali compositi)
Materiali elettrocromici: Principi di funzionamento. Criteri di design di materiali elettrocromici polimerici e molecolari.
Materiali per concentratori luminescenti e cristalli fotonici a base organica. Batterie ricaricabili a base organica.
Cenni relativi a materiali organici per bioimaging e terapia fotodinamica

Bibliografia consigliata

Jonathan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace, Core Concepts in Supramolecular Chemistry and Nanochemistry, John Wiley&Son
Geoffrey A. Ozin, André C. Arsenault, Ludovico Cademartiri, Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials RSC Publishing
Lucidi e dispense del docente

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

lavori di rielaborazione di materiale bibliografico fornito dal docente e loro discussione in classe