CHIMICA DEI MATERIALI MOLECOLARI

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2015/2016
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2015/2016
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42

Moduli

Metodi di valutazione

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

Prova orale

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Sintesi del programma: I materiali molecolari stanno attraversando una fase di rapidissimo sviluppo sia scientifico sia tecnologico. Obiettivo di questo corso è di fornire allo studente una 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, interazioni forze di Van Der Walls) Esempi di materiali molecolari in soluzione: sistemi host-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)
MATERIALI PER DISPLAY E ILLUMINAZIONE
Materiali emettitori di luce per OLED
Principi di funzionamento e tipologie di dispositivi. Materiali molecolari. Materiali polimerici.
MATERIALI ELETTROCROMICI.
Principi di funzionamento. Criteri di design di materiali elettrocromici polimerici e molecolari.
Celle fotovoltaiche organiche ed ibride.
Materiali per celle fotovoltaiche. Geometria ad heterojunction. Geometria a bulk heterojunction. Celle dye Sensitized e celle elettrochimiche (di Grätzel)
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.
MONO E MULTI STRATI ORGANICI AUTOASSEMBLATI
Clorosilani su superfici ossidrilate, tioli su oro e funzionalizzazioni dirette di Silicio e altri materiali semiconduttori.

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, interazioni forze di Van Der Walls) Esempi di materiali molecolari in soluzione: sistemi host-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)
MATERIALI PER DISPLAY E ILLUMINAZIONE
Materiali emettitori di luce per OLED
Principi di funzionamento e tipologie di dispositivi. Materiali molecolari. Materiali polimerici.
MATERIALI ELETTROCROMICI.
Principi di funzionamento. Criteri di design di materiali elettrocromici polimerici e molecolari.
Celle fotovoltaiche organiche ed ibride.
Materiali per celle fotovoltaiche. Geometria ad heterojunction. Geometria a bulk heterojunction. Celle dye Sensitized e celle elettrochimiche (di Grätzel)
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.
MONO E MULTI STRATI ORGANICI AUTOASSEMBLATI
Clorosilani su superfici ossidrilate, tioli su oro e funzionalizzazioni dirette di Silicio e altri materiali semiconduttori.

Bibliografia consigliata

Jonathan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace, Core Concepts in Supramolecular Chemistry and Nanochemistry, John Wiley&Son
Dispense e lucidi del docente

Modalità di erogazione

Convenzionale