87126 - MATERIALS CHEMISTRY M

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

This course is intended to provide (engineering students) with a good comprehension of the principles of chemistry and shows how they apply in describing the behaviour of the solid state. A relationship between electronic structure, chemical bonding, and crystal structure is developed.

Programma/Contenuti

Solidi cristallini e solidi amorfi. Simmetria; i principali elementi di simmetria. Reticoli, la cella elementare. I reticoli di Bravais. Indici di Miller per piani di atomi e direzioni reticolari. Strutture cristalline compatte. Cristalli ionici e principali strutture (salgemma, fluorite, blenda, wurtzite, rutilo, ReO3; ossidi misti: perovskite e spinelli). I silicati.

Il legame nei solidi. Solidi ionici, influneza delle dimensioni degli ioni; modello di Shannon-Prewitt. Composti di metalli di transizione e ruolo degli elettroni non leganti. Cenni alla teoria del campo cristallino. Modello a bande per metalli e semiconduttori.

Difetti nei cristalli e composti non stechiometrici. Il ruolo dei difetti di punto nella diffusione allo stato solido. Conducibilità ionica. Elettroliti solidi per batterie e celle a combustibile.

I catalizzatori nelle reazioni di polimerizzazione. Iniziatori radicalici, catalizzatori Ziegler-Natta e metallocenici per poliolefine. Le diverse ramificazioni nei polietileni: origine e influenza sulle proprietà dei materiali. Catalizzatori per polimerizzazioni a stadi: sintesi di poliesteri con composti di metalli di transizione.

Polimeri biodegradabili e/o bio-based di interesse industriale. Produzione, proprietà e applicazioni.

Chemiadsorbimento e attivazione su metalli di transizione. Modelli di interazioni che coinvolgono orbitali HOMO e LUMO. Esempi di applicazioni pratiche: attivazione di CO.

Materiali a base di carbonio: polimeri conduttori, struttura e proprietà. Elettroliti polimerici per batterie al litio. Polimeri con conducibilità protonica (elettroliti per celle a combustibile). Fullereni e fulleruri, sintesi e proprietà elettriche. Nanotubi di carbonio e grafeni e loro impiego come nanoadditivi per polimeri.


Solidi a strati: idrossidi misti e argille: Modifica delle proprietà di argille per l'impiego in nanocompositi a matrice polimerica. Resistenza al fuoco di nanocompositi a matrice polimerica. La chimica degli additivi ritardanti di fiamma.

Testi/Bibliografia

C. E. Carraher, Polymer Chemistry, 9th ed. CRC Press (2010)

B. D. Fahlman "Materials Chemistry" 2nd ed, Springer (2011)

A. R. West " Solid State Chemistry and its Applications" 2nd ed. Wiley (2014)

Metodi didattici

Le slides e materiale didattico utilizzato durante le lezioni in aula potranno essere scaricate dal sito del corso nella piattaforma: Insegnamenti on line di Unibo.

Piattaforma IOL


Su alcuni argomenti più innovativi verranno proposti approfondimenti attraverso la lettura di articoli tratti da riviste scientifiche distribuiti direttamente in aula dal docente.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova scritta finale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maurizio Fiorini