B2435 - MECHANOCHEMISTRY

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course the student has acquired knowledge of (i) mechanochemical synthesis of organic and metallorganic materials, (ii) techniques for in-situ reaction monitoring, and (iii) sustainable processes alternative to traditional solution methods.

Contenuti

Il corso offre un’introduzione completa alla meccanochimica, un approccio innovativo e sostenibile alla sintesi chimica che sostituisce o riduce l'uso di solventi, applicando energia meccanica per indurre trasformazioni chimiche.

La prima parte del corso fornisce un’introduzione generale e una panoramica storica, ripercorrendo lo sviluppo dei principi meccanochimici dalle tecniche manuali di macinazione fino ai sistemi automatizzati di ball milling. Gli studenti esploreranno una varietà di metodi preparativi e ne analizzeranno l’evoluzione e l’applicabilità a diversi sistemi chimici.

Il corso pone particolare enfasi sull’uso di casi studio per illustrare applicazioni reali della meccanochimica in contesti sia accademici che industriali. Questi casi studio sono integrati lungo tutto il corso per mettere in evidenza processi decisionali pratici, strategie sintetiche e risultati sperimentali.

Dopo l’introduzione, l’attenzione si concentrerà sulle tecniche di caratterizzazione ex situ e in situ utilizzate per analizzare i prodotti ottenuti tramite meccanochimica.

Durante il corso, verranno letti e discussi criticamente articoli scientifici recenti riguardanti la meccanochimica. I lavori selezionati coprono un’ampia gamma di argomenti, tra cui la chimica inorganica, la sintesi di metal–organic frameworks (MOFs), reazioni organiche e gli aspetti termodinamici e cinetici dei processi meccanochimici. Al termine di ogni discussione, gli studenti compileranno una lista di domande e commenti da rivolgere agli autori degli articoli. Gli autori saranno invitati a rispondere e a offrire ulteriori approfondimenti nelle lezioni successive.

Un’attenzione particolare sarà dedicata alle competenze di comunicazione scientifica, fondamentali per un’interazione critica con la letteratura. Una lezione specifica all’inizio del corso sarà dedicata alla struttura degli articoli scientifici (modello IMRaD), alle strategie di lettura critica, annotazione e valutazione, all’identificazione di ipotesi, assunzioni, limiti e conclusioni, e alle tecniche per formulare domande di ricerca e guidare discussioni.

Queste competenze saranno applicate nelle sessioni di lettura, nelle analisi dei casi studio e nelle presentazioni finali.

Testi/Bibliografia

Mechanochemistry - A Practical Introduction from Soft to Hard Materials - Evelina Colacino, Guido Ennas, Ivan Halasz, Andrea Porcheddu, Alessandra Scano (Eds.) © 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston

Mechanochemistry as an emerging tool for molecular synthesis: what can it offer? Joseph L. Howard, Qun Cao and Duncan L. Browne Cite this: Chem. Sci., 2018, 9, 3080 DOI: 10.1039/c7sc05371a

Introducing mechanochemistry by Nina Notman 23/12/22, Feature article - Chemistry World

Advancing mechanochemical synthesis by combining milling with different energy sources. Nature reviews chemistry https://doi.org/10.1038/s41570-022-00442-1

Mechanochemistry: opportunities for new and cleaner synthesis. [https://cris.unibo.it/handle/11585/112394] S. L. James; C. J. Adams; C. Bolm; D. Braga; P. Collier; T. Friscic; F. Grepioni; K. D. M. Harris; G. Hyett; W. Jones; A. Krebs; J. Mack; L. Maini; A. G. Orpen; I. P. Parkin; W. C. Shearouse; J. W. Steed; D. C. Waddell Chemical Society Reviews, 2012, 41, pp. 413 - 447

 

and articles discussed during the course

Metodi didattici

Gli studenti frequentanti parteciperanno attivamente alla discussione di argomenti specifici, leggendo articoli selezionati e discutendone durante la lezione. Al termine della discussione, verrà inviata una lista di domande a uno degli autori dell’articolo.

Nella lezione successiva, l’autore sarà invitato a partecipare (in presenza o online) e risponderà alle domande, confrontandosi direttamente con gli studenti. Questa metodologia mira a promuovere il coinvolgimento degli studenti e a sviluppare le loro capacità di esposizione orale. Le lezioni saranno tenute dai proff. Braga, Grepioni e Maini. Durante le lezioni verranno inoltre visionati e discussi video su tematiche di meccanochimica.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Gli studenti saranno valutati durante il corso, sulla base della loro partecipazione alle discussioni comuni e della lettura e presentazione di articoli selezionati su tematiche di meccanochimica. Gli studenti non frequentanti saranno valutati tramite esame orale, basato sugli articoli discussi durante il corso.

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Strumenti a supporto della didattica

Power point presentations and videos from the web.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Lucia Maini