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| Corso | Ingegneria Elettronica |
| Curriculum | ELETTRONICA |
| Orientamento | Generale |
| Anno Accademico | 2021/2022 |
| Corso | Ingegneria Elettronica |
| Curriculum | ELETTRONICA |
| Orientamento | Generale |
| Anno Accademico | 2021/2022 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-INF/02 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Primo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) |
| Erogazione | 1000611 ANTENNE E RADIOPROPAGAZIONE IN AMBIENTI COMPLESSI in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 ISERNIA TOMMASO |
| Docente | Tommaso ISERNIA |
| Corso | Ingegneria Elettronica |
| Curriculum | ELETTRONICA |
| Orientamento | Generale |
| Anno Accademico | 2021/2022 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-INF/02 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Primo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) |
| Docente | Martina BEVACQUA |
| Obiettivi | Obiettivi Formativi L’obiettivo formativo del corso è trasferire agli studenti i principi fisici e relativi modelli teorici alla base dell’utilizzo dei campi elettromagnetici per scopi di terapia e diagnostica biomedica. In particolare, sono fornite le basi per l'impiego, la progettazione, la caratterizzazione di apparati biomedicali che impiegano campi elettromagnetici e la relativa valutazione del rischio. Conoscenza e comprensione: al superamento dell’esame lo studente conosce e ha compreso i fondamentali meccanismi di interazione tra campi elettromagnetici e biosistemi, le principali applicazioni dei campi elettromagnetici in ambito biomedico (ad esempio risonanza magnetica, raggi X, ipertermia, ablazione), le linee guida per le limitazioni alle esposizioni ai campi elettromagnetici. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: al superamento dell’esame lo studente è in grado di applicare le conoscenze teoriche e capacità di comprensione acquisite, nell’ambito dell'impiego, la progettazione, la caratterizzazione di apparati biomedicali che impiegano campi elettromagnetici. Autonomia di giudizio: A seguito del superamento dell’esame, lo studente sarà in grado di riconoscere situazioni in cui applicare le competenze acquisite, di identificare la tipologia di problema e di valutare autonomamente possibili alternative per la sua risoluzione. Abilità comunicative: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di comunicare le conoscenze acquisite attraverso un linguaggio tecnico-scientifico adeguato a interlocutori specialisti e non specialisti. Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di approfondire in autonomia le conoscenze acquisite e di applicarle autonomamente allo studio dei nuovi argomenti da affrontare nella prosecuzione del proprio percorso di studio e in ambito lavorativo. Modalità di accertamento e valutazione Gli esami di accertamento e di valutazione consistono in una prova orale volta ad accertare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti del corso, di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento e le abilità comunicative. Sono effettuate generalmente due domande atte ad accertare la preparazione dello studente su tutto il programma. A ciascuna domanda è assegnato un punteggio da 18 a 30, come di seguito dettagliato. Il voto finale è la media aritmetica dei voti conseguiti nelle diverse domande. 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti; 20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite; Insufficiente: lo studente non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso. |
| Programma | Meccanismi fondamentale di interazione tra campi elettromagnetici e biosistemi. Campi elettromagnetici per la diagnostica biomedica. Tomografia a raggi X. Tomografia Computerizzata assiale e strumentazione. Tomografia basata su Risonanza Magnetica e Strumentazione. Tomografia a microonde e applicazioni per diagnosi del cancro al senso e il monitoraggio di ictus cerebrali. Cenni di tomografia basta su ultrasuoni. Campi elettromagnetici per la terapia. Terapia del calore e Ipertermia. Elettroporazione. Ablazione. Cenni altre tecniche di terapia sperimentali. Linee guida per le limitazioni alle esposizioni ai campi elettromagnetici. Cenni di dosimetria. 5G e Salute. |
| Testi docente | A. Webb, Introduction to Biomedical Imaging, IEEE Press Series in Biomedical Engineering, 2003 C. Guy and D. Ffytche Introduction to the principles of medical imaging, imperial College Press, 2005. D. Andreuccetti, M. Bini, A. Checcucci, A. Ignesti, L. Millanta, R. Olmi e N. Rubino, Protezione dai campi elettromagnetici non ionizzanti, 2001. Chen, Xudong. Computational methods for electromagnetic inverse scattering. John Wiley & Sons, 2018. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | No |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Corso | Ingegneria Elettronica |
| Curriculum | ELETTRONICA |
| Orientamento | Generale |
| Anno Accademico | 2021/2022 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-IND/32 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Primo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) |
| Erogazione | 1000723 MACCHINE ELETTRICHE PER AZIONAMENTI INDUSTRIALI in Ingegneria Industriale L-9 VERSACI MARIO |
| Docente | Mario VERSACI |
| Obiettivi | L'obiettivo formativo del corso di "Macchine Elettriche per Azionamenti Industriali" è trasferire agli studenti i principi fondamentali e le leggi fisiche alla base del funzionamento delle macchine elettriche di uso comune negli azionamenti industriali. Vengono affrontati i concetti base dei principi di funzionamento delle macchine a corrente continua, sincrone e asincrone con particolare riferimento al controllo della velocità di rotazione. Inoltre, una parte del corso è dedicata allo studio dei principi di funzionamento di motori speciali quali motori brushless e motori a dimensione ridotta. Parallelamente, ciascun Partecipante al corso elaborerà un progetto di un azionamento industriale a scelta sfruttante le macchine elettriche studiate durante il corso. L'obiettivo generale del corso è quello di facilitare l'Allievo nell'acquisizione di un appropriato livello di autonomia nella conoscenza teorica e nell’utilizzo degli strumenti di base, di stimolare la sua capacità di riflessione, di analisi e progettazione e di comunicare le nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato. Conoscenza e comprensione: al superamento dell’esame lo studente conosce e ha compreso i principi di funzionamento delle principali macchine elettriche di utilizzo industriale utilizzabili negli azionamenti. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: al superamento dell’esame lo studente è in grado di applicare le conoscenze teoriche acquisite per la risoluzione di problemi anche complessi di macchine elettriche utilizzando le relative leggi fondamentali. Autonomia di giudizio: al superamento dell’esame lo studente è in grado di esaminare criticamente i risultati ottenuti nella risoluzione di problemi. A seguito del superamento dell’esame, lo studente sarà in grado di riconoscere situazioni in cui applicare le competenze acquisite, di identificare la tipologia di problema e di valutare autonomamente possibili alternative per la sua risoluzione. Abilità comunicative: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di comunicare le conoscenze acquisite attraverso un linguaggio tecnico-scientifico adeguato a interlocutori specialisti e non specialisti. Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di approfondire in autonomia le conoscenze acquisite e di applicarle autonomamente allo studio dei nuovi argomenti da affrontare nella prosecuzione del proprio percorso di studio e in ambito lavorativo. Modalità di accertamento e valutazione L’esame consiste in due prove, una progettuale e una orale. La prova progettuale ha lo scopo di accertare la capacità dello studente di lavorare in autonomia per la stesura di un elaborato ingegneristico che miri al dimensionamento di un azionamento industriale utilizzante una macchina elettrica. La prova orale è volta ad accertare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti del corso, di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento e le abilità comunicative. La prova orale consiste nella discussione dell'elaborato progettuale, in domande e/o esercizi sui contenuti del corso. Il voto finale delle prove di esame è determinato tenendo conto sia della prova progettuale che della prova orale. Modalità di valutazione 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti; 20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite; <18 Insufficiente: lo studente non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso. |
| Programma | Materiali magnetici, conduttori e isolanti. Il trasformatore. Macchine a commutazione . Avvolgimenti AC. Macchine a induzione. Macchine sincrone. Motore brushless. Regolazione della Velocità. Azionamenti industriali. |
| Testi docente | E. Fitzgerald e C. jr. Kinsley, Macchine Elettriche, Franco Angeli Editore. |
| Erogazione tradizionale | No |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | No |
| Valutazione prova orale | No |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Corso | Ingegneria Elettronica |
| Curriculum | ELETTRONICA |
| Orientamento | Generale |
| Anno Accademico | 2021/2022 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-INF/03 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Primo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) |
| Erogazione | 1001480 Reti di accesso Wireless in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 MOLINARO ANTONELLA, AMADEO MARICA |
| Docente | Antonella MOLINARO |
| Obiettivi | Il corso di Reti di accesso Wireless mira a fornire le conoscenze, tramite lezioni ed esperienze di laboratorio, del funzionamento delle principali reti di accesso wireless. Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle tecnologie e dei principi di funzionamento e progettazione dei principali standard per reti wireless in area locale (WLAN), personale (WPAN) e delle reti wireless multihop auto-organizzanti (reti ad hoc, reti di sensori, reti mesh). La parte pratica di laboratorio ha lo scopo di fornire agli studenti gli elementi necessari per simulare realisticamente le reti wireless e i protocolli trattati. Saranno sviluppate sperimentazioni con il simulatore ad eventi-discreti open-source ns-3, specificatamente concepito per uso didattico e di ricerca. Inoltre, sarà analizzata l’implementazione reale in ambiente Linux di alcuni protocolli di rete, attraverso l’uso di strumenti di debug quali Wireshark e Aircrack-ng. CONOSCENZA E COMPRENSIONE: A seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce il funzionamento delle reti wireless WLAN, WPAN e i relativi protocolli standard della famiglia IEEE. Conosce inoltre le peculiarità e i criteri di progettazione e analisi delle reti wireless ad hoc e multihop. Lo studente è capace di riprodurre e valutare le interazioni protocollari per le principali reti wireless attraverso tool simulativi e di debug. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e monitorare le prestazioni delle reti wireless e di definire i diversi aspetti tecnici e le criticità da considerare nelle fasi di progetto e realizzazione delle stesse. Ha inoltre la capacità di valutare le cause di eventuali problemi prestazionali, oltre che stabilire i protocolli wireless ad hoc più adatti al particolare obiettivo progettuale. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: per il superamento dell'esame, lo studente dovrà sviluppare autonomia nel valutare le funzionalità e le prestazioni di una rete wireless e dei suoi protocolli, giudicando la rispondenza di una certa soluzione ai vincoli e ai requisiti di partenza. Inoltre, lo studente deve sviluppare un elaborato pratico che riproduca il funzionamento di un protocollo o di un ambiente di rete trattato nella parte teorica del corso. Pertanto, lo studente è portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza e correttezza degli aspetti teorici acquisiti. ABILITÀ COMUNICATIVE: il corso e l’esame aiutano lo studente a migliorare la capacità di comunicazione nell’illustrare le motivazioni e i concetti teorici che sono alla base delle principali reti wireless in area locale e personale, sia single-hop che multi-hop, e i criteri di progettazione dei relativi protocolli, oltre che nel descrivere e confrontare le specifiche soluzioni. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: grazie alle conoscenze fornite durante il corso, a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere ed applicare in autonomia i metodi e le tecniche assimilate a scenari applicativi reali ed è in grado di contribuire al miglioramento degli standard protocollari esistenti. MODALITÀ DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE: Gli esami di accertamento e di valutazione consistono in: - una prova orale, finalizzata ad accertare la comprensione delle tecnologie e dei protocolli presentati durante il corso - una prova progettuale, da svolgere in gruppo, volta ad accertare la capacità di analizzare il comportamento dei protocolli e delle tecnologie presentati durante il corso tramite strumenti sperimentali e di valutarne le prestazioni. Al fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare, sia per la prova progettuale che per quella orale. È attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di realizzare correttamente la parte progettuale e possegga competenze più che sufficienti nella parte teorica. È attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente la parte progettuale e dimostri buone competenze nella parte orale. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti sia nella parte progettuale che in quella teorica può essere attribuita la lode. |
| Programma | Wireless LAN - Caratteristiche e Applicazioni - Lo standard IEEE 802.11 e la sua evoluzione Wireless PAN - Bluetooth e lo standard IEEE 802.15.1 Reti ad hoc auto-organizzanti e comunicazioni multihop - Mobile Ad-hoc NETworks (MANETs) - Wireless MESH networks (WMNs) e lo standard IEEE 802.11s - Wireless sensor networks (WSNs): Zigbee e lo standard IEEE 802.15.4 Esperienze di laboratorio su protocolli wireless - Introduzione alla simulazione di reti wireless - Introduzione al simulatore ad eventi discreti ns-3 - Simulazione di reti IEEE 802.11 e IEEE 802.15.1 - Simulazione di reti ad hoc e reti mesh - Analisi dei protocolli di accesso wireless attraverso tool di debug quali Wireshark e Aircrack-ng |
| Testi docente | Materiale didattico - Lucidi preparati dal docente e altro materiale on line indicato - B. Bing, “Wireless Local Area Networks”, John Wiley & Sons - K. Sohraby, D. Minoli, T. Znati, “Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols, and Applications”, John Wiley & Sons, 2007 - H. Labiod, H. Afifi, C. De Santis, “Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee and WiMAX”, Springer |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | No |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | Sì |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Corso | Ingegneria Elettronica |
| Curriculum | ELETTRONICA |
| Orientamento | Generale |
| Anno Accademico | 2021/2022 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-INF/05 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Primo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) |
| Erogazione | 1000599 Ingegneria del web ed Applicazioni in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 ROSACI DOMENICO |
| Docente | Domenico ROSACI |
| Obiettivi | Conoscenza e comprensione: Acquisizione delle nozioni fondamentali relative all'architettura ed alle principali tecnologie del World Wide Web. Acquisizione delle metodologie di progettazione SOA, e dell'uso dei patterns per gli e-Business. Comprensione delle principali tecnologie utilizzate nell'ambito delle Web Applications. Capacità di applicare la conoscenza: Capacità di progettare e realizzare Web Applications utilizzando diverse tecnologie, quali Web services in ambiente AXIS, Javascript, PHP, Servlet, AJAX, HTML 5. Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, analitiche e progettuali a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza, la profondità e la correttezza delle risposte liberamente fornite. Abilità comunicative: è in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base del Web e delle Web Applications. Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia altre caratteristiche di base del Web e delle Web Applications. La prova di esame consiste nella discussione di un elaborato progettuale relativo alla progettazione e conseguente realizzazione di una Web applications, e in un esame orale relativo ai vari argomenti trattati durante il Corso. La prova di esame consiste nella discussione di un elaborato progettuale relativo alla progettazione e conseguente realizzazione di una Web applications, e in un esame orale relativo ai vari argomenti trattati durante il Corso. Allo studente che abbia svolto in maniera sufficientemente corretta l'elaborato progettuale, ed abbia dimostrato durante l'esame orale di possedere le conoscenze di base circa l'architettura del Web, è attribuito un voto compreso tra 18 e 24. Se lo studente avrà svolto in maniera sufficientemente corretta l'elaborato progettuale, ed avrà dimostrato durante l'esame orale di possedere oltre alle conoscenze di base sul Web, anche sufficienti conoscenze sullo sviluppo di Web applications, gli sarà attribuito un voto compreso tra 25 e 27. Allo studente che abbia svolto in maniera sufficientemente corretta l'elaborato progettuale, ed abbia dimostrato di possedere conoscenze particolarmente approfondite sul Web e sulle Web applications, sarà attribuito un voto tra 28 e 30. Potrà essere attribuita la lode agli studenti che avranno meritato un voto pari a 30, distinguendosi per una realizzazione particolarmente accurata ed efficace dell'elaborato progettuale. |
| Programma | Reti di Computer e Sistemi Distribuiti. Classificazione dei Sistemi Distribuiti. Distributed Object-Oriented Programming. Processi. Threads. Client and Server multi-thread. Socket. Implementare client e server in Java. Server multi-thread. Architetture per Sistemi Distribuiti. Architetture Level-based architectures, object-based, data-based, event-based. Architetture centralizzate e decentralizzate. Client-server model. Application levels. Software distribution. Architetture P2P. Chord. Process communication. Protocols, interfaces. Network architectures. Services. Modello ISO-OSI e Architettura TCP-IP. Remote Procedure Calling. Message-oriented communication. Naming. Naming types. Implementare un naming space. Domain Name Systems (DNS). Remote Method Invocation (RMI). Distributed programming in RMI. Il Web. Gli ipertesti- Three tier and four-tier models. Principi tecnologici del Web. Risorse e identificatori. URI. HTTP. Proxy. Web server. Apache web server. XML. Applicazioni XML. XML-Schema. HTML 5. E-Business patters. SOA. Web Services: Introduzione. SOA e patterns per gli e-business. Supply Chain Management. I SOA steps: domain decomposition, goal-service model creation, subsystem analysis, service allocation, component specification, structuring components and services using patterns, technological implementation. Web services. Transport: HTTP, Java Message Service, SMTP, HTTPR. SOAP. Web Services Deploying. Progettare Web Services in Java con Apache SOAP. Axis. JWS. WS Client. Service description: XML, WSDL. Tools. Workflow. Workflow Management Systems. Business Process Modeling Notation (BPMN). Esempi di Workflow. Web Services e Workflow. Implementare Web Services in AXIS. Web Applications: JavaScript, CGI, Perl, ASP, PhP. |
| Testi docente | Tanenbaum, Van Steen. Sistemi Distribuiti. Pearson Italia. Tidwell, Snell, Kulchenko: Programming Web Services with SOA. O’Reilly Publisher. Endrei et al. Patterns: Service-Oriented Architecture and Web Services. IBM Redbooks. Dispense del corso. |
| Erogazione tradizionale | No |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | No |
| Valutazione prova orale | No |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Corso | Ingegneria Elettronica |
| Curriculum | ELETTRONICA |
| Orientamento | Generale |
| Anno Accademico | 2021/2022 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | CHIM/07 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Primo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a) |
| Docente | ANDREA DONATO |
| Obiettivi | Al termine del corso lo studente matura conoscenze di base per la comprensione e l'utilizzo di sensori e/o trasduttori. In particolare lo studente impara ad affrontare l'argomento da un punto di vista strutturale, enfatizzando gli elementi comuni delle diverse tipologie di sensori e la loro valutazione e caratterizzazione. Gli argomenti sono focalizzati evidenziando l'esigenza di un continuo sviluppo tecnologico, per soddisfare le crescenti richieste del mercato, per la realizzazione di “array” di sensori sempre più specifici e selettivi. L’attività didattica è quindi mirata anche ad illustrare i principi teorici delle nanotecnologie che sono alla base delle moderne tecniche di fabbricazione dei sensori. Durante il corso sono evidenziate le diverse possibili applicazioni per i sensori: a) Applicazioni ambientali per il monitoraggio dell’inquinamento; b) Applicazioni sanitarie e nel campo biomedico (sensori chimici per la salute); c) Applicazioni nell'industria automobilistica (controllo della miscela aria-carburante, gas di scarico, qualità dell’aria nell’abitacolo, ecc…), alimentare, nell'agricoltura e nelle biotecnologie. Il corso prevede altresì una piccola parte sperimentale degli argomenti teorici, sarà infatti realizzato in laboratorio un sensore resistivo, attraverso preparazione e deposizione di ossidi metallici semiconduttori, e successiva caratterizzazione elettrica con l’utilizzo di scheda circuitale di Arduino. Questa attività sarà finalizzata per una migliore comprensione dei principi teorici studiati. Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente acquisisce le nozioni e i principi fondamentali che regolano il funzionamento dei sensori, per le diverse applicazioni. Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare le caratteristiche dei materiali conduttori, semiconduttori, isolanti e dei sistemi elettrochimici. Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza e la correttezza delle risposte fornite. Abilità comunicative: è in grado di illustrare i principi teorici che sono alla base del fenomeno illustrato. Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia le problematiche connesse con il fenomeno osservato. Modalità di accertamento e valutazione: La modalità di esame e di valutazione consiste: - in una prova orale, volta ad accertare la comprensione degli aspetti teorici delle problematiche chimico fisiche che regolano il comportamento dei materiali in genere e dei sistemi elettrochimici, voto massimo 30/30. - Al fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18 - 19 è necessario che le conoscenze / competenze possedute dallo studente sui principali argomenti del corso siano almeno ad un livello di nozioni elementari di base, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite; - E’ attribuito invece un voto compreso fra 20 e 23 quando lo studente possegga conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; - E’ attribuito un voto compreso fra 24 – 27 quando lo studente dimostri buona conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti; - E’ attribuito un voto compreso fra 28 – 30 quando lo studente dimostri conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; - E’ attribuita la valutazione di 30 e lode quando lo studente possiede conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; - E’ attribuita la valutazione di Insufficiente quando lo studente non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso. |
| Programma | Aspetti generali sui sensori: definizione e componenti. Materiali e metodi per la produzione di sensori chimici. I nanomateriali per la realizzazione dei sensori. Generalità. I nanomateriali metallici. La sintesi di nanoparticelle metalliche. La funzionalizzazione delle nanoparticelle. Applicazioni di nanoparticelle metalliche nei sensori chimici. I Nanomateriali di carbonio. Struttura dei CNT. Sintesi di CNT. Reattività chimica e funzionalizzazione Applicazioni CNTA nei sensori chimici. Le nanofibre di carbonio (CNF). Nanofibre polimeriche e inorganiche. Nanomateriali a semiconduttore. Sintesi e funzionalizzazione. Sensori chimici basati su dispositivi elettronici a semiconduttore. La Teoria delle bande dei semiconduttori. Transistor ad effetto di campo in metallo-isolante-semiconduttore (MISFET). Sensori di ioni FED e loro applicazioni. Dispositivi elettrolita-isolante-semiconduttore (EIS). Sensori di pH FED. Sonde per gas basate su ISFET pH. ISFET coperti da membrana. Elettrodi di riferimento per sensori ISFET. Sensori di gas FED. Sensori di idrogeno FED. Sensori FED Metal Gate per altri gas. Semiconduttori organici come materiali sensibili al gas. Sensori di gas FED per semiconduttori organici. Meccanismo di risposta dei sensori di gas FED. Sensori di gas basati su diodi Schottky. Transistor ad effetto di campo basati su nanotubi di carbonio. I sensori di gas resistivi (chemiresistori): Sensori di gas a ossido di metallo a semiconduttore. Il meccanismo di risposta al gas. La risposta all'umidità. La configurazione del sensore. La Sintesi e la deposizione di ossidi metallici. La fabbricazione di chemiresistori a ossido di metallo. La selettività e la sensibilità. I chemiresistori a base di materiali organici. Applicazioni di nanomateriali nei sensori di gas resistivi. Array di sensori di gas resistivi. Metodi di trasduzione elettrochimica dinamica: Introduzione. Celle elettrochimiche nell'analisi amperometrica. La corrente elettrolitica e il suo significato analitico. Relazioni corrente-concentrazione La curva corrente-potenziale: selezione del potenziale di lavoro. Reazioni elettrochimiche irreversibili. Geometria del processo di diffusione. Elettrodi coperti da membrana. Processi non faradici. Origine delle correnti non faradiche. Il doppio strato elettrico all'interfaccia elettrodo/soluzione. La corrente di carica. Applicazioni della misurazione della capacità nei sensori chimici. Applicazioni dei sensori chimici: a) Applicazioni ambientali per il monitoraggio dell’inquinamento; b) Applicazioni sanitarie e nel campo biomedico (sensori chimici per la salute); c) Applicazioni nell'industria automobilistica (controllo della miscela aria-carburante, gas di scarico, qualità dell’aria nell’abitacolo, ecc…), alimentare, nell'agricoltura e nelle biotecnologie. Parte pratica: Realizzazione pratica di un sensore resistivo, attraverso preparazione e deposizione di ossidi metallici semiconduttori, e successiva caratterizzazione elettrica con l’utilizzo di scheda circuitale di Arduino. |
| Testi docente | - Chemical Sensors and Biosensors: Fundamentals and Applications Florinel-Gabriel Bănică John Wiley & Sons (edition published 2012) - Materiale didattico distribuito dal docente |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | No |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
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