Chimica dei Materiali Organici - Scienze e Tecnologie Chimiche

CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
IN ITALIANO:
Titolo dell’insegnamento: Chimica dei Materiali Molecolari
Crediti: 6 CFU
Docenti:
Modalità di accertamento dell’apprendimento: lavori di rielaborazione di materiale bibliografico fornito
dal docente e loro discussione in classe
Modalità dell’esame: esame orale
Obiettivi dell’insegnamento
I materiali molecolari stanno attraversando una fase di rapidissimo sviluppo sia scientifico sia tecnologico.
Obiettivo di questo corso è di fornire allo studente un’approfondita conoscenza della chimica di questi
materiali, con particolare riferimento al loro utilizzo in dispositivi per fotonica, optoelettronica ed elettronica
su scala molecolare
Programma
Introduzione alle forze intermolecolari e ai solidi molecolari: Interazioni deboli in materiali organici
(interazioni dipolo-dipolo, ione-dipolo, legame a idrogeno, legame ad alogeno, legame coordinativo,
-guest
(coronandi, criptandi, podandi), calixareni, rotaxani e catenani.
Materiali per ottica non lineare: Origine della risposta ottica nonlineare in materiali organici molecolari.
Materiali per elettroottica. Sistemi push-pull e modello della bond lenght alternation. Polimeri polati, vetri
sol-gel. Multistrati auto assemblati. Strategie di design strutturale e relazioni struttura-proprietà (modelli bla
e mix). Materiali molecolari quadrupolari e ramificati. Materiali riconducibili a strutture cianiniche.
Applicazioni dell’assorbimento a due fotoni (limitatori ottici, foto polimerizzazione 3d, imaging e
bioimaging, up-convertion lasing)
Sintesi e caratterizzazione di solidi organici semiconduttori: Generalità sui semiconduttori organici.
Complessi a trasferimento di carica. I polimeri conduttori. Il poliacetilene. Poliparafenilene e
poliparafenilenevinilene (ppv). Polieterocicli. Polimerizzazioni elettrochimiche e caratterizzazione di
materiali organici conduttori.
Materiali per display e illuminazione: Materiali emettitori di luce per oled. Principi di funzionamento e
tipologie di dispositivi. Materiali molecolari. Materiali polimerici. Diffusori a stato solido (fosfori remoti e
materiali compositi)
Materiali elettrocromici: Principi di funzionamento. Criteri di design di materiali elettrocromici polimerici e
molecolari.
Materiali per concentratori luminescenti e cristalli fotonici a base organica. Batterie ricaricabili a base
organica.
Cenni relativi a materiali organici per bioimaging e terapia fotodinamica
Testi consigliati
Jonathan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace, Core Concepts in Supramolecular Chemistry and Nanochemistry,
John Wiley&Son
Geoffrey A. Ozin, André C. Arsenault, Ludovico Cademartiri, Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials
RSC Publishing
Lucidi e dispense del docente
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
IN INGLESE:
Title of the course: Chemistry of Molecular Materials
Credits: 6 CFU
Lecturers:
Checking knowledge and understanding: guided readings of relevant literature
Examination: oral exam
Aims: Molecular materials are rapidly gaining momentum, both in terms of scientific research and
technological applications. Aim of the course is to provide a detailed knowledge of the structure properties
relationships ruling the behaviour of such materials, with particular emphasis on electronic, optical and
optoelectronic properties.
Main topics
Non-covalent interactions and molecular aggregates and solids: dipole-dipole, ion-dipole, hydrogen bonding,
coordinative bonding and van der walls interactions. Examples of host guest interactions in solution: crown
ethers, coronands, criptands, calixarenes and resorcinarenenes, rotaxanes and catenanes. Materials for
nonlinearoptics: theoretical background. Molecular Materials for optoelectronics. Push-pull derivatives and
BLA model. Bulk materials (poled polymers and sol-gel, Langmuir-Blodgett films, self assembled
superlattices). Two-phonton absorbing materials and related applications (up converted lasing and imaging,
optical limiting, 3D microfabrication) Synthesis and characterization of organic semiconductors. Transport
properties in charge transfer complexes. Conducting polymers (polyacetylene, PPV, polyetherocycles).
Electrochemical and oxidative polymerizations. Cross-coupling polymerizations.
Electrochromic materials and devices: background and design criteria for molecular and polymeric materials.
Specific issues with devices assembly. Materials for displays and lighting: Working principle and device
architecture of OLEDS. Molecular materials polymeric materials. Solid state down converting devices.
Luminescent solar concentrators. Organic rechargeable batteries. Elements of organic materials for
bioimaging and photodynamic therapy.
Suggested textbooks
Lecture notes of the teachers
Jonathan W. Steed, David R. Turner, Karl J. Wallace, Core Concepts in Supramolecular Chemistry and Nanochemistry,
John Wiley&Son
Geoffrey A. Ozin, André C. Arsenault, Ludovico Cademartiri, Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials
RSC Publishing

Download Report