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Alberto ROTA

Professore Associato
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Fisica

Insegnamento: Nano-mechanics

Physics - Fisica (Offerta formativa 2023)

Obiettivi formativi

Scopo del corso è far conoscere agli studenti i meccanismi di risposta dei materiali a stress meccanici applicati. In particolare, verranno presentati le principali tecniche sperimentali per l'analisi tribo-meccanica dei materiali alla nanoscala.
Gli studenti verranno, inoltre, coinvolti in attività di laboratorio con lo scopo di fare loro acquisire la capacità di osservare e misurare alcune proprietà meccaniche e tribologiche dei materiali mediante esperimenti.
Per un ulteriore approfondimento degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei Risultati di apprendimento attesi.

Prerequisiti

Nessuna richiesta formale. Conoscenze acquisite di Meccanica Classica e Quantistica.

Programma del corso

(1 CFU) Proprietà elastiche dei materiali.
Stress, strain, shera stress, shear strain, Poisson ratio, strain energy density, generalized Hook's law.
(1 CFU) Principi di Tribologia
Legge di Amontons, modello di Bowden-Tabor, modello di Greenwood-Williamson, teoria di Hertz del contatto, modello JKR, modello DMT, forze di adesione, apparati strumentali.
(2 CFU) AFM/STM e relative applicazioni.
(1 CFU) Nanoindentazione strumentata. Caratterizzazioni meccaniche alla nanoscala attraverso MEMS. Comportamento anelastico dei materiali.
(1 CFU) Esperienza di laboratorio

La scansione dei contenuti per CFU è da intendere come indicativa e potrebbe subire variazioni sulla base del feedback degli studenti.


Metodi didattici

Lezioni frontali in presenza e in lingua inglese. Attività di laboratorio sperimentale.
La frequenza non è obbligatoria ma consigliata.

Per studenti non frequentanti sono a disposizione dispense e registrazioni delle lezioni degli anni accademici precedenti. L'esperienza di laboratorio è da concordare con il docente.

Testi di riferimento

Non sono previsti testi di riferimento obbligatori. Per approfondimento è possibile fare riferimento al seguente:
Mechanical Behavior of Materials
Marc Andre ́ Meyers and Krishan Kumar Chawla
Cambridge University Press
Sono a disposizione i lucidi delle lezioni ed articoli di approfondimento nel repository di Teams. Sono a disposizione le registrazioni video delle lezioni dei precedenti anni accademici.

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Verifica dell'apprendimento

Esame orale della durata approssimativa di 30 minuti. Verrà chiesto di trattare indicativamente 3 argomenti del programma del Corso, di cui uno a scelta dello studente. Per la valutazione finale sarà richiesto un report di una esperienza di laboratorio svolta durante il corso da consegnare al termine del corso stesso.
Verranno programmata almeno 6 sessioni d'esame nell'Anno Accademico.
Gli indicatori della prova d'esame sono:
- conoscenza degli argomenti trattati (60%);
- utilizzo di terminologia appropriata (15%);
- chiarezza dell'esposizione (15%);
- report su una esperienza di laboratorio (10%).
Il voto sarà espresso in 30esimi, e la soglia per la sufficienza è fissata a 18/30


Risultati attesi

Al termine del Corso gli studenti dovranno soddisfare i seguenti criteri:
- Conoscenza e comprensione
Conoscenza avanzata degli argomenti trattati, includendo la comprensione critica di teorie e principi. Nello specifico:
Proprietà elastiche dei materiali.
Principi di Tribologia
AFM/STM e relative applicazioni
Nanoindentazione strumentata. Caratterizzazioni meccaniche alla nanoscala attraverso MEMS. Comportamento anelastico dei materiali.
- Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Capacità di applicare le conoscenze acquisite per lo studio delle proprietà meccaniche di sistemi di interesse scientifico. Capacità di ideare esperimenti dedicati e di risolvere eventuali problematiche connesse. Capacità di ideare nuovi esperimenti, sulla base degli esempi forniti a lezione. Capacità di collaborare con i colleghi per ideare e condurre esperimenti scientifici.
- Autonomia di giudizio
Capacità di analizzare le conoscenze acquisite ed i risultati ottenuti in esperimenti in modo critico, facendo riferimento alle proprie conoscenze ed alla letteratura specifica.
- Abilità comunicative
Capacità di utilizzare di terminologia appropriata e di comunicare le proprie argomentazioni all'interlocutore.
- Capacità di apprendere
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito la capacità di continuare in modo autonomo nel processo di apprendimento, implementando ed integrando le capacità acquisite.