Il corso è finalizzato a conferire allo studente un complesso di conoscenze relativo alla classificazione, alle proprietà ed all’impiego industriale dei materiali naturali e biomimetici, nonché dei nanomateriali cosiddetti “green”. Saranno anche forniti alcuni cenni sulle lavorazioni e sulle applicazioni pratiche di tali materiali.
In particolare lo studente dovrà conoscere le principali proprietà dei materiali che verranno trattati, in relazione alle competenze generali già possedute, in modo tale da stabilire le possibili applicazioni e limiti d’impiego.

D1 - Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente, al termine del corso, dovrà conoscere la classificazione e le proprietà dei materiali trattati.
D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente dovrà essere in grado di stabilire se un determinato MNB è adatto in un certo campo applicativo.
D3 - Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado valutare, optando tra le varie possibilità, quale è il materiale MNB, tra quelli trattati, più adatto per una determinata applicazione.
D4 - Abilità comunicative
Lo studente dovrà essere in grado di descrivere le caratteristiche di un MNB e le sue proprietà.
D5 - Capacità di apprendimento
Lo studente dovrà essere in grado di interpretare e impiegare manuali tecnici per operare la scelta di un MNB per un particolare impiego.

Chimica generale ed organica.
Proprietà generali e meccaniche dei materiali. Struttura cristallina, diagrammi di stato.
Nozioni base di biologia.

Introduzione ai materiali naturali e biomimetici (MNB).
Classificazione dei MNB: materiali di origine minerale, vegetale e animale.
MNB minerali: generalità. Il granito ed il granito sintetico: proprietà ed applicazioni. Il marmo naturale e il marmo sintetico: proprietà ed applicazioni. Il basalto: impiego del materiale in forma di fibre.
MNB vegetali: caratteristiche, proprietà ed impieghi del legno e dei materiali da esso derivati. Metodi industriali per la finitura funzionale ed estetica del legno e dei prodotti derivati. Tecnologie per la lavorazione del legno e dei materiali derivati. Il ciclo di vita del legno e dei materiali da esso derivati. Le cere vegetali: produzione ed impieghi. Fibre vegetali: il cotone ed il rayon, le fibre di lino. Resine di origine vegetale: la colofonia, le resine per materiali compositi a base vegetale. Altri argomenti: liquidi di origine vegetale d’impiego industriale (solvent, combustibili, ecc.), uso dell’amido, bamboo.
MNB di origine animale: storia degli MNB di origine animale. La pelle e i materiali sostitutivi sintetici. La seta e i corrispettivi sintetici. Altri argomenti: uso del collagene, la gommalacca.
Cenni riassuntivi sui biopolimeri.
Cenni su materiali ibridi e nanostrutturati naturali. Esempi (madreperla, osso, adesivi naturali, superfici superidrofobiche naturali) e proprietà emergenti.
Materiali bioispirati. Principi di biomimicry. Materiali bioispirati ibridi per applicazioni strutturali, in adesivi, per superfici superidrofobiche, per la fotonica. In tutti i casi verranno descritti esempi, proprietà e tecniche di fabbricazione bioispirate.
Materiali nanostrutturati con particolare attenzione ai nanomateriali e le nanotecnologie basate su composti e processi sostenibili, e mirati ad applicazioni nell’ambito della sostenibilità.

Dispense del corso.
Videolezioni.

Introduzione ai materiali naturali e biomimetici (MNB).
Classificazione dei MNB: materiali di origine minerale, vegetale e animale.
MNB minerali: generalità. Il granito ed il granito sintetico: proprietà ed applicazioni. Il marmo naturale e il marmo sintetico: proprietà ed applicazioni. Il basalto: impiego del materiale in forma di fibre.
MNB vegetali: caratteristiche, proprietà ed impieghi del legno e dei materiali da esso derivati. Metodi industriali per la finitura funzionale ed estetica del legno e dei prodotti derivati. Tecnologie per la lavorazione del legno e dei materiali derivati. Il ciclo di vita del legno e dei materiali da esso derivati. Le cere vegetali: produzione ed impieghi. Fibre vegetali: il cotone ed il rayon, le fibre di lino. Resine di origine vegetale: la colofonia, le resine per materiali compositi a base vegetale. Altri argomenti: liquidi di origine vegetale d’impiego industriale (solvent, combustibili, ecc.), uso dell’amido, bamboo.
MNB di origine animale: storia degli MNB di origine animale. La pelle e i materiali sostitutivi sintetici. La seta e i corrispettivi sintetici. Altri argomenti: uso del collagene, la gommalacca.
Cenni riassuntivi sui biopolimeri.
Cenni su materiali ibridi e nanostrutturati naturali. Esempi (madreperla, osso, adesivi naturali, superfici superidrofobiche naturali) e proprietà emergenti.
Materiali bioispirati. Principi di biomimicry. Materiali bioispirati ibridi per applicazioni strutturali, in adesivi, per superfici superidrofobiche, per la fotonica. In tutti i casi verranno descritti esempi, proprietà e tecniche di fabbricazione bioispirate.
Classificazione e proprietà dei principali nanomateriali e nanostrutture.

Lezioni frontali.
Esercitazioni in aula.
Uso di materiale multimediale.
I metodi didattici saranno adattati alle esigenze dettate dall’emergenza in corso.

Prova scritta finale, costituita da: domande a risposta multipla, domande e problemi a risposta aperta riguardanti gli argomenti svolti nel corso (Conoscenza e capacità di
comprensione, conoscenza e capacità di
comprensione applicate, autonomia di giudizio e
Abilità comunicative).
Chi supera la prova scritta finale può registrare il voto ottenuto.
Esame orale: è costituito normalmente da tre domande riguardanti gli argomenti esposti nel corso (Conoscenza e capacità di
comprensione). Durante l'esame lo studente deve essere in grado di ripondere a domande generali e applicative riguardanti gli argomenti del corso (Conoscenza e capacità di
comprensione applicate), esprimendosi utilizzando la terminologia appresa e giustificando le scelte autonome effettuate (Autonomia di giudizio e
Abilità comunicative). Ogni risposta verrà valutata su una scala da 0 a 10. Il voto finale è la somma dei tre voti parziali ottenuti.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell'Agendo 2030 per lo Sviluppo Sostenibil e delle Nazioni Unite