Ateneo - UPO

Il corso offre un’introduzione ai nanomateriali e alle nanotecnologie e fornisce una comprensione approfondita dei principi che governano le proprietà dei nanomateriali e il loro assemblaggio in dispositivi funzionali avanzati.Il corso si propone inoltre di fornire agli studenti una conoscenza dei metodi disponibili per la modellazione delle proprietà di molecole e materiali, principalmente dal punto di vista della meccanica quantistica.Gli studenti vengono inoltre introdotti alle interazioni luce-materia nelle nanostrutture semiconduttrici e nelle nanostrutture metalliche.Sono presentate applicazioni ambientali: Catalisi ambientale e principi di modellazione di catalizzatori.Introduzione alla fotocatalisi ed esempi.

1. Computational Materials Science An Introduction, Second Edition
By June Gunn Lee
ISBN 9781498749732
376 Pages 128 B/W Illustrations
Published November 28, 2016 by CRC Press

2. Computational Modeling of Inorganic Nanomaterials
Edited By Stefan T. Bromley, Martijn A. Zwijnenburg
ISBN 9780367783044
437 Pages
Published March 31, 2021 by CRC Press

3. Density Functional Theory: A Practical Introduction, 2nd Edition
David S. Sholl, Janice A. Steckel 
ISBN: 978-1-119-84086-2
January 2023
224 pages

4.Nanoscience and the Environment
1st Edition, Volume 7 - July 26, 2014
Latest edition
Imprint: Elsevier
Editors: Jamie R. Lead, Eugenia Valsami-Jones
Language: English
Hardback ISBN: 9780080994086
eBook ISBN: 9780080994154

5. Photocatalysis: Fundamentals and Perspectives
1st Edition
Edited by Jenny Schneider; Detlef Bahnemann; Jinhua Ye;Gianluca Li Puma;Dionysios D Dionysiou; Jenny Schneider; Detlef Bahnemann; Jinhua Ye;Gianluca Li Puma;Dionysios D Dionysiou
DOI: https://doi.org/10.1039/9781782622338
Hardback ISBN: 978-1-78262-041-9
Special Collection: 2016 ebook collection , ECCC Environmental eBooks 1968-2022
Series: Energy and Environment Series

6. Understanding Molecular Simulation From Algorithms to Applications
Authors: Daan Frenkel, Berend Smit
3rd Edition - July 13, 2023
Imprint: Academic Press
Language: English
Paperback ISBN: 9780323902922

Il corso si propone di fornire agli studenti una conoscenza dei metodi disponibili per la modellazione delle proprietà di molecole e materiali, principalmente dal punto di vista della meccanica quantistica.L’obiettivo del corso è presentare esempi di diverse classi di materiali funzionali per applicazioni intelligenti, basandosi su una conoscenza approfondita dei principi che governano le proprietà dei nanomateriali e il loro assemblaggio in dispositivi funzionali avanzati, nonché fornire agli studenti i metodi disponibili per la loro modellazione.Con particolare attenzione alle peculiari proprietà fisiche e chimiche dei diversi sistemi materiali e alla loro modellazione, vengono presentate applicazioni nei settori dell’elettronica, dell’accumulo di energia e della fotocatalisi.

Aver superato l'esame di MatematicaConoscenze di Fisica

Lezioni frontali

nessuna

Esame orale

Introduzione al mondo “Nano”. La nanotecnologia oggi: una panoramica.Sistemi a bassa dimensionalita’ e dipendenza delle proprieta’ chimico-fisiche dei materiali dalle dimensioniStato solidoCaratteristiche di base della struttura elettronica dei materiali.Modellazione computazionale: proprieta' di molecole e materiali mediante Teoria del Funzionale della Densita'.Modeling physico-chemical properties of nano-objects: the top-bottom and the cluster approach.Risposta dinamica di nanostrutture .Introduzione ad interazioni luce-materia in nanostrutture di metalli e semiconduttoriFullereni e nanotubi di carbonio. Grafene e altri materiali 2D.Nanostrutture per accumulo di energia.Applicazioni ambientali:Adsorbimento, catalisi, fotocatalisi, membrane, sensori.Destino e impatto ambientale

Risultati di apprendimento attesiAl termine del corso, lo studente sarà in grado di:illustrare i principi fondamentali delle nanoscienze e delle nanotecnologie;descrivere le relazioni tra composizione, struttura, dimensione e proprietà fisiche e chimiche dei nanomateriali;identificare le principali classi di nanomateriali semiconduttori, metallici e funzionali;spiegare i principi di base dell’interazione luce-materia nei materiali nanostrutturati;descrivere i principali metodi teorici e computazionali utilizzati per lo studio di molecole, superfici e materiali, con particolare riferimento agli approcci quantomeccanici;interpretare risultati di base relativi a struttura elettronica, densità degli stati, proprietà ottiche, adsorbimento e reattività superficiale;spiegare i meccanismi fondamentali della catalisi ambientale e della fotocatalisi;descrivere i processi di generazione, separazione, trasporto e ricombinazione delle cariche nei materiali fotocatalitici;valutare il ruolo della struttura a bande, dei difetti, delle superfici e delle interfacce nel determinare le prestazioni fotocatalitiche;discutere applicazioni rappresentative dei nanomateriali nell’elettronica, nell’accumulo di energia, nel risanamento ambientale, nella catalisi e nella fotocatalisi;correlare le proprietà strutturali ed elettroniche dei nanomateriali al loro comportamento funzionale, catalitico e fotocatalitico;valutare criticamente vantaggi, limiti, stabilità e potenziale impatto ambientale dei nanomateriali e dei processi fotocatalitici;selezionare, a livello introduttivo, approcci teorici e computazionali adeguati allo studio di sistemi molecolari, materiali e processi fotocatalitici;comunicare concetti, modelli e risultati scientifici relativi ai nanomateriali e alle loro applicazioni utilizzando un linguaggio tecnico appropriato.