SCIENZA E TECNOLOGIA DELLE FORMULAZIONI INDUSTRIALI

iten
Codice
72184
ANNO ACCADEMICO
2021/2022
CFU
4 cfu al 1° anno di 9020 CHIMICA INDUSTRIALE (LM-71) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
CHIM/04
SEDE
GENOVA (CHIMICA INDUSTRIALE )
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Lo sviluppo delle tecnologie formulative richiede competenze specifiche e un approccio science-based capaci di evidenziare il contributo di ciascun componente della formulazione al raggiungimento delle proprietà richieste nel prodotto finale. Questo insegnamento fornisce gli strumenti conoscitivi di base per la comprensione della scienza delle formulazioni in relazione al ruolo sempre più importante rivestito dalla chimica delle specialità nell’economia globale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo di questo insegnamento è fornire un quadro generale sulla chimica delle formulazioni attraverso il richiamo delle conoscenze di base, lo studio dei metodi di preparazione e delle tecniche strumentali di indagine e la discussione delle problematiche gestionali. Particolare attenzione verrà riservata ai sistemi colloidali in quanto componenti essenziali nella tecnologia delle formulazioni per applicazioni industriali avanzate.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

I contenuti essenziali di questo insegnamento riguardano la conoscenza di proprietà, metodi di preparazione e principali tecniche di caratterizzazione di diverse tipologie di colloidi, monostrati e multistrati allo scopo di correlare struttura e proprietà per le diverse architetture molecolari proposte. Per perseguire tale scopo, saranno forniti esempi specifici di applicazioni nei più disparati campi produttivi. Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di:

  • definire gli ambiti di applicazione e rilevanza industriale della chimica delle formulazioni;
  • descrivere le proprietà di colloidi, monostrati e multistrati e saperle correlare alle loro potenzialità applicative nel settore delle formulazioni industriali;
  • individuare le tecniche sperimentali più adatte per la caratterizzazione di colloidi, monostrati e multistrati in relazione alle loro potenzialità applicative nel settore delle formulazioni industriali;
  • esprimersi con terminologia adeguata nella descrizione dei fenomeni e dei processi coinvolgenti sistemi colloidali e formulazioni in genere.

PREREQUISITI

Nessuno ufficiale, ma è sicuramente utile aver seguito in precedenza l’insegnamento Colloidi e Interfasi.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento viene erogato tramite lezioni frontali per un totale di 32 ore, talvolta inframmezzate da esercitazioni in aula a discrezione del docente. Le dispense relative alle lezioni vengono caricate sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento contemporaneamente allo svolgimento in aula dei relativi contenuti.

Al fine di agevolare lo studio individuale, quiz e test di verifica sono caricati sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Richiami sulla chimica delle formulazioni o chimica specialistica: ambiti di applicazione e rilevanza industriale.

Richiami sulla scienza dei colloidi e delle superfici: peculiarità e ruolo nella chimica delle formulazioni.

Colloidi: caratteristiche molecolari, strutturali ed elettroniche. Effetti di confinamento quantico e loro ricaduta sulle proprietà della materia a livello di nanoscala (proprietà ottiche, magnetiche, meccaniche) e sulla reattività.

Proprietà di trasporto dei sistemi colloidali: diffusione, sedimentazione, equilibri di membrana (pressione osmotica, effetto Donnan, dialisi). Esempi di applicazione su macromolecole biologiche.

Proprietà reologiche dei sistemi colloidali: richiami su fluidi newtoniani e non newtoniani (plastici, pseudo-plastici, dilatanti). Teoria di Einstein sulla viscosità delle dispersioni. Tissotropia e anti-tissotropia. Reometri e viscosimetri. Esempi di applicazioni nell’industria cosmetica e alimentare.

Colloidi di associazione: proprietà generali, concentrazione micellare critica, termodinamica e cinetica di micellizzazione. Modelli strutturali per micelle disperse in acqua e definizione dei parametri strutturali associati. Proprietà solubilizzanti, detergenti e catalitiche delle micelle e loro applicazioni. Micelle inverse, cristalli liquidi liotropici e liposomi: struttura, proprietà ed applicazioni.

Adsorbimento da soluzione e formazione di monostrati e multistrati. Monostrati autoassemblati su substrati solidi (SAM): struttura, proprietà e metodi di preparazione su superfici bi- e tri-dimensionali. Film di Langmuir-Blodgett: struttura e proprietà. Esempi di applicazioni di monostrati e multistrati adsorbiti.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

“Principles of colloid and surface chemistry”, P. C. Hiemenz, R. Rajagopalan, 3rd edition, CRC press, Taylor & Francis Group, 1997.

“Kirk-Othemer Encyclopedia of Chemical Technology”, J. I. Kroschwitz, M. Howe-Grant, Eds., John Wiley & Sons, 1996.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Tutti i giorni su appuntamento.

LEZIONI

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento viene erogato tramite lezioni frontali per un totale di 32 ore, talvolta inframmezzate da esercitazioni in aula a discrezione del docente. Le dispense relative alle lezioni vengono caricate sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento contemporaneamente allo svolgimento in aula dei relativi contenuti.

Al fine di agevolare lo studio individuale, quiz e test di verifica sono caricati sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento.

INIZIO LEZIONI

L’insegnamento si svolge nel corso del secondo semestre dell’anno accademico, avente inizio il 28 febbraio 2022. Orario e calendario delle lezioni sono reperibili agli indirizzi:

https://corsi.unige.it/9020/p/studenti-orario

https://chimica.unige.it/node/390

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste di una prova orale condotta da due docenti per una durata di almeno 30 minuti. Nel corso dell’anno solare sono fissati 7 appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali stabilite dal Manifesto degli Studi.

La prova orale si compone di due parti, che contribuiscono equamente alla valutazione in trentesimi dell’esame:

- nella prima parte lo studente deve fronteggiare una problematica inerente alle formulazioni industriali al fine di verificare la comprensione e la padronanza dei contenuti dell’insegnamento, nonché la capacità di applicare i concetti teorici a situazioni reali; alla prima parte viene attribuita una valutazione massima di 15/30;

- nella seconda parte lo studente è chiamato illustrare e discutere argomenti facenti parte del programma dell’insegnamento, scelti dalla commissione; alla seconda parte viene attribuita una valutazione massima di 15/30.

In casi di emergenza e solo in seguito a specifiche disposizioni emanate espressamente dall’Ateneo di Genova, la modalità di svolgimento degli esami di profitto potranno essere modificate fino a prevedere la possibilità di sostenere la prova on line.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Intento della prova orale è la verifica da parte della commissione del conseguimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento, in particolare per quel che riguarda la capacità dello studente di correlare le proprietà di colloidi, monostrati e multistrati alle loro potenzialità applicative nell’ambito delle formulazioni industriali. In caso contrario, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di ripetere l’esame.

L’esame orale servirà inoltre a verificare che lo studente abbia raggiunto un livello adeguato di comprensione degli argomenti sviluppati durante le lezioni frontali e la capacità di esprimersi utilizzando un lessico chiaro e una terminologia corretta. Sarà anche valutata l’abilità dello studente di confrontare e integrare le informazioni accessibili dalle diverse tecniche di caratterizzazione sperimentale e dai modelli di correlazione proprietà-struttura inseriti nel programma dell’insegnamento.

Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e gli obiettivi formativi dell’insegnamento, il programma dettagliato dell’insegnamento è caricato su aul@web, in modo che gli studenti possano verificarne l'aderenza.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note

ALTRE INFORMAZIONI

La frequenza delle lezioni frontali è fortemente consigliata per acquisire familiarità con le modalità dell’esame, dal momento che le lezioni frontali vengono sempre corredate di esempi concreti legati alla vita quotidiana e alla pratica industriale.