Laurea Magistrale in Advanced Spectroscopy in Chemistry

Il Corso di Laurea Magistrale si prefigge l'obiettivo specifico di formare un Chimico Industriale esperto di metodologie sperimentali spettroscopiche per le determinazioni di parametri chimici e chimico-fisici. Specificatamente conduce ricerche, test, esperimenti ed analisi su prodotti, materiali o formulazioni di importanza applicativa o di base e ne individua la composizione e le proprietà. Individua ed applica metodi di indagine spettroscopici e deduce conclusioni analitiche sulla base delle osservazioni; progetta o migliora prodotti, materiali, formulazioni o processi anche non convenzionali con l'utilizzo di tecniche di simulazione teoriche.
Possiede delle competenze teoriche e pratiche necessarie per inserirsi in ambienti di lavoro multidisciplinari e internazionali impegnati:
- nella ricerca,
- nello sviluppo,
- nella produzione,
- nel controllo della qualità e della sicurezza,
- nelle applicazioni e nella commercializzazione di materiali o prodotti per il sistema industriale, l'agricoltura, i servizi ed il consumo.
Il Laureato Magistrale sarà in grado di comprendere ed affrontare problematiche connesse all'utilizzo delle più avanzate metodologie spettroscopiche per l'analisi, la progettazione di materiali innovativi, lo sviluppo e realizzazione di processi industriali.
Il percorso specialistico seguito dallo studente dovrà garantire la conoscenza approfondita di una selezione omogenea di argomenti coerenti con gli obiettivi del Corso di Laurea Magistrale.
Per raggiungere tali risultati il progetto formativo prevede 3 aree di apprendimento che contribuiscono in maniera integrata alla formazione delle competenze della figura professionale.
La prima area Chimica Fisica e Spettroscopia ha lo scopo di impartire le conoscenze di basi ed i principi della meccanica quantistica e della struttura elettronica di atomi e molecole, di conoscere le basi teoriche delle più comuni tecniche spettroscopiche di laboratorio. In particolare:
- i principi che governano le relazioni struttura-attività o struttura-proprietà dei prodotti e dei materiali; la loro caratterizzazione chimica, fisica e spettroscopica, ivi compreso il comportamento in esercizio;
- le metodologie per la modellazione molecolare, la simulazione al calcolatore, la progettazione e la realizzazione di nuovi prodotti o materiali, ivi compresi cristalli liquidi, cristalli molecolari, polimeri, prodotti biologicamente attivi e materiali biocompatibili; materiali per l'energia e per l'ambiente.
- gli aspetti termodinamici, cinetici e catalitici correlati allo sviluppo di processi chimici e alla loro conduzione e ottimizzazione.
L'area Analisi Spettroscopica ed Ambiente impartisce nozioni fondamentali di Spettrometria di Massa, di analisi di dati spettroscopici, di tecniche elettrochimiche e spettroelettrochimiche e del monitoraggio ambientale integrato. In particolare:
- le metodologie spettroscopiche di analisi di specie molecolari in connessione anche a tematiche ambientali;
- le metodologie spettroscopiche che coinvolgono analisi di superfici ed in particolare quelle che coinvolgono elettroni di core;
- le metodologie elettrochimiche e spettroelettrochimiche anche in modalità operando.
L'area di Chimica Industriale, Inorganica ed Organica consente di identificare i criteri per la scelta delle condizioni ottimali per la conduzione dei processi chimici industriali, dal punto di vista dell'economicità, della sicurezza e dell'impatto ambientale, di studiare i fenomeni chimico-fisici alla base della chimica organica e delle sue trasformazioni e della catalisi, di dettagliare le principali classi di composti inorganici degli elementi del sistema periodico e identificare le relazioni fra struttura e proprietà. In particolare:
- la chimica e tecnologia delle principali classi di prodotti, anche dotati di attività biologica, o materiali, compresi materiali funzionali innovativi e nanomateriali; le tecniche per la loro progettazione, preparazione e caratterizzazione; i criteri di scelta e di impiego dei materiali o dei prodotti per il sistema industriale, l'agricoltura, i servizi e per il consumo;
- le metodologie per la preparazione di prodotti o materiali organici, metallo-organici e inorganici, polifunzionalizzati o polimerici; l'impiego di reattivi innovativi ed intermedi versatili per la produzione industriale e di laboratorio di composti anche enantiomericamente puri;
- le metodologie di preparazione e caratterizzazione chimico-fisica e di reattività di sistemi catalitici.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE (KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING)

Il laureato magistrale:
- conosce le basi e i principi della meccanica quantistica e della struttura elettronica di atomi e molecole nonché le basi teoriche della spettroscopia rotazionale, vibrazionale ed elettronica
- conosce le fondamenta della spettroscopia di massa e delle strumentazioni analitiche accoppiate con uno spettrometro di massa; della risonanza magnetica nucleare e di spin elettronico e come applicarle alla determinazione strutturale di molecole
- conosce tecniche di caratterizzazione sperimentale di interfacce, superfici, sistemi amorfi e di bulk con particolare riferimento alle spettroscopie che utilizzano la radiazione X, e le principali metodologie di sintesi e caratterizzazione mediante diffrazione di raggi X di composti inorganici solidi cristallini
- conosce le fondamenta per la conduzione dei processi chimici industriali, nonché conosce i principali polimeri per usi speciali per applicazioni avanzate
- conosce le tecnologie per il recupero e la valorizzazione dei rifiuti e i principi del monitoraggio ambientale integrato
- conosce in modo approfondito i fenomeni chimico-fisici alla base della chimica organica e delle sue trasformazioni e della catalisi, con particolare riguardo agli aspetti della cinetica e della termodinamica e della stereoselezione
- conosce le principali classi di composti inorganici degli elementi del sistema periodico e le relazioni fra struttura e proprietà dei derivati inorganici con particolare riferimento al loro utilizzo come materiali.
Il laureato magistrale acquisisce le competenze per mezzo di: attività svolta in aula, in laboratorio, tramite viaggi di istruzione.
L'acquisizione delle conoscenze è verificata tramite: prove scritte, esami orali e prove pratiche di laboratorio.

Il laureato magistrale:
- è in grado di determinare la struttura elettronica e gli stati fondamentali ed eccitati di atomi e molecole e di interpretare gli spettri UV
- è in grado di razionalizzare le proprietà fisiche e chimico fisiche macroscopiche dei materiali collegandole a proprietà e organizzazioni molecolari
- è in grado di scegliere ed applicare la tecnica spettroscopica più idonea in vari casi specifici, e di interpretare un dato spettroelettrochimico
- è in grado di orientarsi nell'analisi mediante la spettrometria di massa in differenti aree della chimica
- mette in opera gli strumenti per la verifica dell'impatto ambientale da processi industriali
- è in grado di analizzare dati di spettroscopie di raggi X anche in modalità operando
- è in grado di determinare semplici meccanismi delle reazioni organiche e di pianificare una sintesi organica di semplici molecole polifunzionali, adottando strategie sintetiche volte al controllo della stereoselezione, anche considerando approcci computazionali
- sa applicare le metodologie necessarie per la preparazione e la caratterizzazione di composti e di vari materiali inorganici, anche in atmosfera inerte
- caratterizza prodotti polimerici industriali applicando tecniche spettroscopiche di laboratorio
- prepara e caratterizza catalizzatori omogenei ed eterogenei, e li applica in processi di trasformazione di materie prime tradizionali o rinnovabili in composti chimici, sia inorganici che organici.
Il laureato magistrale acquisisce le competenze per mezzo di: attività svolta in aula, in laboratorio, tramite viaggi di istruzione.
L'acquisizione delle conoscenze è verificata tramite: prove scritte, esami orali e prove pratiche di laboratorio.

Il laureato magistrale:
- possiede capacità di programmare e condurre un esperimento; progettarne i tempi e le modalità, esercitare capacità autonoma di giudizio nel valutare e quantificare il risultato;
- possiede elevata capacità organizzativa, rigoroso rispetto dei tempi, capacità di analisi ed elevata attenzione al dettaglio.

L'autonomia di giudizio e la capacità di programmare e condurre un esperimento viene sviluppata in particolare durante le esercitazioni, i seminari organizzati e la preparazione di elaborati nell'ambito di insegnamenti attivati nei SSD elencati tra le Attività Formative Affini e Integrative, e soprattutto durante l'elaborazione della Tesi di Laurea Sperimentale, che richiede una costante autonomia di giudizio coniugata a capacità di programmazione, al rispetto dei tempi previsti e ad elevata capacità di analisi e sintesi nell'elaborazione dei risultati ottenuti. Per questa ragione è riservato ampio spazio alla preparazione della Tesi ed alle attività sperimentali e seminariali correlate.
L'acquisizione dell'autonomia di giudizio è valutata sulla base dell'autonomia e della capacità di lavorare, anche in gruppo, durante l'attività di preparazione della Tesi Sperimentale ed è accertata durante il Colloquio di Laurea.
Importante è anche la valutazione degli insegnamenti che compongono il piano di studio dello studente.

Il laureato magistrale:
- possiede capacità di comunicare in forma scritta e orale nella propria lingua ed in inglese. Possiede abilità interpersonali, capacità di interagire con altre persone e di condurre attività in collaborazione anche a livello internazionale;
- possiede abilità comunicative scritte ed orali nella lingua inglese le quali sono sviluppate particolarmente in occasione di seminari, esercitazioni ed altre attività formative che prevedono la preparazione di relazioni e documenti scritti e l'esposizione dei medesimi utilizzando anche strumenti multimediali o dimostrazioni al computer.
Lo scambio con gli atenei partner del corso di laurea e la permanenza all'estero obbligatoria contribuisce in maniera determinante allo sviluppo e acquisizione delle capacità sopramenzionate.

L'acquisizione e la valutazione/ verifica del conseguimento di tali abilità comunicative avvengono tramite la redazione della Tesi di Laurea e la discussione della medesima in lingua inglese.

In tutte le attività di esercitazione in aula ed in laboratorio, gli studenti sono comunque incoraggiati ad intervenire pubblicamente per migliorare la propria capacità di descrivere in modo chiaro e comprensibile eventuali dubbi e/o richieste di chiarimento su argomenti specifici.

Il laureato magistrale:
- possiede capacità di continuare la propria formazione scientifica e professionale, anche attraverso la continua consultazione delle fonti bibliografiche internazionali;
- possiede capacità di lavorare per obiettivi autonomamente o in gruppo, reagendo positivamente ai problemi incontrati;
- è dotato di curiosità e attitudine allo sviluppo e al continuo aggiornamento delle conoscenze dello sviluppo scientifico e tecnologico, del mercato e dei prodotti esistenti.

Le capacità di apprendimento sono conseguite nel percorso di studio nel suo complesso, con riguardo in particolare allo studio e all'attività svolta per la preparazione della Tesi di Laurea.

La capacità di apprendimento viene valutata attraverso forme di verifica continua durante le attività formative, richiedendo la presentazione di dati reperiti autonomamente, mediante l'attività di tutorato nello svolgimento di progetti e mediante la valutazione della capacità di auto-apprendimento maturata durante lo svolgimento dell'attività relativa alla Tesi di Laurea.

Funzione in un contesto di lavoro

Ambiti Professionali: 1. Ricerca, Sviluppo e Analisi di Prodotti, Materiali, Processi e Formulazioni 2. Gestione Sistema Qualità Sicurezza Il Chimico Industriale che acquisisce la laurea Magistrale in Advanced Spectroscopy in Chemistry conduce ricerche, test, esperimenti ed analisi su prodotti, materiali o formulazioni di importanza applicativa o di base e ne individua la composizione e le proprietà. Individua ed applica metodi di indagine spettroscopici e deduce conclusioni analitiche sulla base delle osservazioni; progetta o migliora prodotti, materiali, formulazioni o processi anche non convenzionali con l'utilizzo di tecniche di simulazione teoriche. In particolare: 1. Programma, progetta e realizza i test e le prove di laboratorio per lo sviluppo di nuovi prodotti, materiali, e formulazioni ed il miglioramento di quelli esistenti, in funzione della politica di sviluppo aziendale ed in risposta a richieste specifiche dei clienti. Collabora con l'assistenza tecnica e la produzione per caratterizzare e qualificare nuovi prodotti e nuove tecnologie da sperimentare. Affronta in autonomia eventuali problematiche diagnostiche applicando le conoscenze spettroscopiche acquisite durante il corso. Sa svolgere sia ricerca applicata che ricerca di base in ambito multiculturale e multilinguistico. 2. Sulla base di specifiche di prodotti, materiali, formulazioni o processi, programma, progetta e realizza il monitoraggio e i controlli di qualità che richiedono la padronanza di tecniche chimiche e strumentali avanzate. Garantisce l'assistenza tecnica necessaria per la rilevazione dei difetti e l'individuazione della causa dei difetti di un sistema di produzione e/o di confezionamento. Ispeziona prodotti, componenti e parti e certifica i risultati delle analisi. Elabora proposte destinate a migliorare le procedure di controllo, nel quadro della nuova normativa europea REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) per l'immissione sul mercato di nuove molecole.

Competenze associate alla funzione

Per lo svolgimento delle funzioni sopra descritte applica conoscenze di: - correlazione delle proprietà atomiche e molecolari con le caratteristiche strutturali dei loro composti, in funzione del loro utilizzo come materiali funzionali in svariati settori applicativi; - determinazione delle interazioni molecolari di superconduttori, polimeri, materiali ceramici avanzati, materiali compositi di applicazione nell'industria e medicina; - applicazione delle tecniche spettroscopiche: spettrometria di risonanza magnetica (NMR) per la determinazione di strutture molecolari complesse; spettrometria di Massa (MS), anche interfacciata a sistemi cromatografici, nella determinazione strutturale e quali-quantitativa di composti; tecniche GC-MS e HPLC-MS nelle procedure di certificazione Good Manufacturing Practice (GMP); - microscopia elettronica, diffrattometria e assorbimento di raggi X, microscopia IR e Raman per determinazioni strutturali; - tecniche di simulazione al calcolatore per la progettazione di prodotti e di materiali funzionali; - applicazione delle tecniche spettroscopiche nell'industria per il monitoraggio ed il controllo di processi; - applicazione delle tecniche spettroscopiche avanzate nel quadro delle esigenze della normativa Europea REACH (Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals).

Sbocchi occupazionali

- Industria chimica, farmaceutica ed imprese clienti dell'industria chimica: ricerca e sviluppo, produzione e logistica, assistenza tecnica, ambiente e qualità. - Servizi: Laboratori analisi, gestione ambientale e degli impianti, società di consulenza (previa iscrizione all'ordine professionale dei chimici). - Università, Enti di Ricerca, Enti pubblici e privati