COLLOIDS AND INTERFACES - MOD.2

Il corso di Colloidi e interfasi, modulo di Laboratorio consiste in una serie di esperienze dirette che riguardano la sintesi di nanoparticelle e di molecole in grado di dare fenomeni di associazione in soluzione, il loro studio e l’analisi delle loro proprietà di aggregazione e stabilità colloidale da un punto di vista molecolare. L’insegnamento è fondamentale all’interno del corso di studio in quanto permette allo studente in prima persona di cimentarsi con la preparazione di sistemi nanometrici di diversa natura, comprendendone e misurandone le proprietà di interazione reciproca, portando a termine la relativa caratterizzazione in soluzione

I risultati di apprendimento attesi possono essere suddivisi nei seguenti aspetti specifici:
1. Conoscenza e comprensione
i) conoscere i diversi tipi di interazioni attrattive deboli che influenzano l’aggregazione in soluzione, ii) conoscere i metodi di preparazione dei vari sistemi nanometrici in soluzione e relativi metodi di caratterizzazione, iii) dimostrare una discreta manualità pratica e una necessaria sicurezza operativa

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
i) saper mettere in relazione tra loro le esperienze di laboratorio ed i relativi risultati cogliendo tra questi punti di contatto, somiglianze e specificità, ii) conoscere ed aver appreso le tecniche strumentali di indagine affrontate nel corso del laboratorio.

3. Capacità di giudizio
i) saper scegliere la tecnica di indagine opportuna per la caratterizzazione dei sistemi colloidali, ii) saper proporre degli esperimenti opportuni per la preparazione di nanoparticelle e di sistemi supramoelcolari aggreganti e la loro caratterizzazione.

4. Abilità communicative
Saper comunicare costruttivamente con il docente e con i compagni di laboratorio durante le esperienze mantenendo sempre un elevato livello di attenzione e di comprensione chimica sul lavoro sperimentale che si sta seguendo, utilizzando la terminologia e la nomenclatura corrette, in modo il più possibile sintetico ma esaustivo, con sufficiente sicurezza espositiva.

5. Capacità di apprendimento
Saper integrare il materiale didattico fornito dal docente con appunti propri chiari, saper registrare nel corso delle esperienze i risultati sperimentali e le variazioni macroscopiche e cromatiche osservate e metterle in relazione con le informazioni acquisite durante la parte teorica del corso e le lezioni introduttive del laboratorio. Saper redigere delle relazioni di laboratorio di gruppo diella lunghezza di qualche pagina che presentino in maniera chiara, succinta ed esaustiva l’obiettivo dell’esperienza, i dati sperimentali e la discussione di questi

Al fine di una piena comprensione dell’insegnamento è opportuno che lo studente abbia acquisito quali prerequisiti gli obiettivi formativi in particolare dei corsi fondamentali di Chimica Organica in quanto è richiesto che lo studente abbia dimestichezza con la reattività dei gruppi funzionali e di Chimica Generale in quanto sono richieste conoscenze legate alla struttura e reattività inorganica dei materiali.

In relazione agli obiettivi formativi e ai risultati di apprendimento attesi, i contenuti del corso sono così suddivisi:

Prima dell’inizio dell’attività di laboratorio gli studenti sono tenuti a seguire una serie di lezioni in aula relative ai seguenti contenuti:

Lezione 1: Breve introduzione alla spettrometria di risonanza magnetica nucleare (NMR), teoria e applicazione per l’interpretazione degli spettri, assegnazione dei segnali e studio dell’interazione tra molecole monitorando il valore di chemical shift con la concentrazione e spettri bidimensionali di diffusione.

Lezione 2 e 3: Lezioni sulle interazioni attrattive deboli tra specie chimiche, legame ad idrogeno, interazione elettrostatica, interazione ione-dipolo, interazione tra dipoli, interazioni di van del Waals, interazione tra ioni ed arili, interazione pi-pi, legame ad alogeno, effetto idrofobico classico e non classico.

Lezione 4 e 5: Spiegazione delle esperienze di laboratorio relative alla preparazione di nanoparticelle metalliche, alla sintesi di molecole organiche in grado di formare aggregati supramolecolari (micelle e capsule) e raccomandazioni sul comportamento da tenere in laboratorio.

Esperienze di laboratorio
-Sintesi di nanoparticelle di argento di dimensioni nanometriche controllate e caratterizzazione spettrofotometrica
-Determinazione della concentrazione micellare critica di un tensioattivo mediante analisi NMR
-Sintesi del resorcinarene e studio dell’aggregazione in soluzione e dell’interazione con molecole guest
-Sintesi di una molecola in grado di formare cristalli liquidi e studio dell’aggregazione

An Introduction to Interfaces and Colloids. The Bridge to Nanoscience
John C. Berg
World Scientific, 2nd Ed. 2012, ISBN: 978-981-4299-82-4
Slides delle presentazioni caricate dal docente sulla piattaforma moodle

E’ necessario che gli studenti frequentino almeno 4 delle 6 giornate di laboratorio per poter accedere all’esame.
Esame orale durante il quale allo studente verrà richiesto di presentare mediante l’ausilio di slides un lavoro scientifico precedentemente concordato che riporti i risultati scientifici di sistemi nanometrici colloidali e/o auto aggreganti. Questa presentazione sarà poi lo spunto per le domande che verranno rivolte. Le domande che verranno poste avranno sia carattere descrittivo alle quali lo studente dovrà rispondere dimostrando di conoscere le tematiche del corso, ed altre la cui funzione è accertare che lo studente abbia profondamente compreso la logica, i campi di applicazione, i limiti e le complementarietà delle tecniche di indagine di sistemi colloidali (vedasi risultati di apprendimento attesi). Al termine del colloquio il voto verrà condiviso tra i due docenti Prof. Scarso e Benedetti.

Il corso è organizzato in una serie di esperienze pratiche di laboratorio (5-6 in funzione della rapidità di esecuzione dei gruppi per una durata complessiva di 6 giornate di 6 ore ciascuna) che si terranno presso il laboratorio didattico di Chimica Organica, Edificio Beta 1 piano. Queste giornate di laboratorio saranno precedute da una serie di lezioni (12 ore in aula suddivise in lezione di sue ore) introduttive riguardanti la descrizione delle esperienze oltre ad un veloce approfondimento su alcune tecniche di analisi che utilizzeranno gli studenti e su alcuni aspetti di chimica supramolecolare utili alla comprensione delle esperienze stesse.
All’inizio della prima giornata di laboratorio verranno ribadite i) alcune norme di comportamento da tenere nel locale e ii) l’importanza dell’utilizzo del dispositivi di protezione individuale e del corretto uso dei prodotti chimici.
Al fine di stimolare l’attenzione degli studenti il docente periodicamente organizza prima del termine della lezione dei brevi (5-10 min) test che gli studenti seguiranno direttamente in forma anonima su dispositivi elettronici di loro possesso (smartphone, tablet, ecc.) sfruttando le potenzialità della piattaforma Socrative (https://www.socrative.com/ ). In questo modo il docente potrà visionare a fine lezione il risultati di apprendimento in corso di insegnamento per poter la lezione successiva riprendere alcuni concetti che posano essere risultati meno facilmente assorbiti dagli studenti.
Sulla piattaforma “moodle” di Ateneo sono presenti i file pdf relativi alle slides delle presentazioni proiettate durante le lezioni. Dalla piattaforma Socrative, gli studenti potranno comunque tenere traccia dei loro test (non rilevanti ai fini dell’esame finale in quanto anonimi) e verranno stimolati ad interagire con il docente al fine di assicurare una loro massima comprensione del corso.

Inglese

Il docente si rende disponibile ad incontrare gli studenti che lo richiedano per approfondimenti sugli argomenti del corso mediante semplice contatto mail : alesca@unive.it
Accessibilità, Disabilità e Inclusione
Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento:
Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it

orale