ID:
A001280
Durata (ore):
48
CFU:
6
Url:
INGEGNERIA BIOMEDICA/PERCORSO COMUNE Anno: 3
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (25/09/2023 - 15/12/2023)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso si prefigge di:
OF 1 (Conoscenza e comprensione): fornire le conoscenze teoriche e degli aspetti metodologico-operativi della struttura atomica/molecolare, microstruttura, macrostruttura e proprietà dei materiali e relative correlazioni. Fornire le basi sulle metodologie di produzione e le principali tecniche di caratterizzazione dei materiali affrontando anche le principali applicazioni delle diverse classi di materiali in ambito biomedico.
OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): far sviluppare la capacità di interpretare correttamente le correlazioni tra struttura e proprietà dei materiali; di saper selezionare le tecniche di analisi per una appropriata caratterizzazione del materiale sapendone interpretare i dati; di saper valutare il materiale più idoneo l’applicazione in ambito biomedicale.
OF 3 (Autonomia di giudizio): far acquisire la capacità di identificare, formulare e risolvere problemi nel campo della Scienza dei Materiali utilizzando metodi analitici, grafici e sperimentali fornendo inoltre le conoscenze di base per l’interpretazione della letteratura tecnica e l’utilizzo di dati sperimentali. Far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti nonché la capacità di analizzare criticamente i risultati frutto di elaborazioni analitiche o valutazioni sperimentali. Far sviluppare la capacità di svolgere ricerche bibliografiche e di discernere l'utilità delle informazioni ottenute anche per progettare e condurre esperimenti appropriati, interpretare i dati e trarre conclusioni.
OF 4 (Abilità comunicative): far sviluppare la capacità comunicativa di presentazione di concetti e risultati teorici e sperimentali ad interlocutori specialistici e non specialistici utilizzando un linguaggio tecnico appropriato.
OF 5 (Capacità di apprendimento): far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
OF 1 (Conoscenza e comprensione): fornire le conoscenze teoriche e degli aspetti metodologico-operativi della struttura atomica/molecolare, microstruttura, macrostruttura e proprietà dei materiali e relative correlazioni. Fornire le basi sulle metodologie di produzione e le principali tecniche di caratterizzazione dei materiali affrontando anche le principali applicazioni delle diverse classi di materiali in ambito biomedico.
OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): far sviluppare la capacità di interpretare correttamente le correlazioni tra struttura e proprietà dei materiali; di saper selezionare le tecniche di analisi per una appropriata caratterizzazione del materiale sapendone interpretare i dati; di saper valutare il materiale più idoneo l’applicazione in ambito biomedicale.
OF 3 (Autonomia di giudizio): far acquisire la capacità di identificare, formulare e risolvere problemi nel campo della Scienza dei Materiali utilizzando metodi analitici, grafici e sperimentali fornendo inoltre le conoscenze di base per l’interpretazione della letteratura tecnica e l’utilizzo di dati sperimentali. Far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti nonché la capacità di analizzare criticamente i risultati frutto di elaborazioni analitiche o valutazioni sperimentali. Far sviluppare la capacità di svolgere ricerche bibliografiche e di discernere l'utilità delle informazioni ottenute anche per progettare e condurre esperimenti appropriati, interpretare i dati e trarre conclusioni.
OF 4 (Abilità comunicative): far sviluppare la capacità comunicativa di presentazione di concetti e risultati teorici e sperimentali ad interlocutori specialistici e non specialistici utilizzando un linguaggio tecnico appropriato.
OF 5 (Capacità di apprendimento): far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
Prerequisiti
È richiesta una conoscenza dei principi fondamentali di Fisica (grandezze e unità di misura; forza, energia e lavoro) Chimica (nomenclatura, atomi e legami atomici, stati di aggregazione della materia).
Metodi didattici
Il corso è impostato in: lezioni frontali svolte anche con l’ausilio di strumenti multimediali; esercitazioni numeriche in classe da svolgere sia individualmente che in gruppo; esercitazioni pratiche in laboratorio con analisi critica dei risultati e discussione in aula.
Verifica Apprendimento
Verifiche durante il corso che prevedono la risoluzione di esercizi e/o quesiti a risposta aperta in forma scritta sugli argomenti del programma fino a quel momento trattati in aula con valutazione in trentesimi per ciascun argomento del programma. Le sessioni di esame finale consistono in un colloquio orale. Il colloquio orale verterà sugli argomenti del programma in cui lo studente ha ricevuto una valutazione insufficiente (inferiore a 18/30) nelle verifiche durante il corso e sugli argomenti che non stati oggetto di verifica da parte dello studente durante il corso e su argomenti in cui lo studente, pur avendo ricevuto valutazione maggiore di 18/30 nelle verifiche, ritiene di essere nuovamente valutato in sede di colloquio orale. La valutazione delle verifiche è valida per un anno solare a decorrere dall’inizio del corso. Il colloquio orale è finalizzato ad accertare le conoscenze acquisite, la padronanza dei concetti e le capacità di applicarle in maniera critica adoperando un linguaggio tecnico ed un approccio metodologico adeguati. Il voto finale sarà una media tra i voti (maggiori di 18/30) ricevuti sugli argomenti trattati nel corso delle verifiche e quello del colloquio orale finale.
Testi
William D. Callister, David G. Rethwisch, Scienza e ingegneria dei materiali, Edizione IV, Edises (Napoli)
C. Di Bello, A. Bagno, Biomateriali: dalla scienza dei materiali alle applicazioni cliniche, Patron Editore
M.F. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, Materiali: Dalla scienza alla progettazione ingegneristica. Casa Editrice Ambrosiana, Milano 2009
Thomas H. Courtney, Second Edition, Mechanical Behavior of Materials, Waveland Press,Dec 16, 2005, Technology & Engineering
Dispense a cura del docente
C. Di Bello, A. Bagno, Biomateriali: dalla scienza dei materiali alle applicazioni cliniche, Patron Editore
M.F. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, Materiali: Dalla scienza alla progettazione ingegneristica. Casa Editrice Ambrosiana, Milano 2009
Thomas H. Courtney, Second Edition, Mechanical Behavior of Materials, Waveland Press,Dec 16, 2005, Technology & Engineering
Dispense a cura del docente
Contenuti
ARGOMENTO 1: INTRODUZIONE ALLA SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI: I materiali e le applicazioni ingegneristiche, classificazione dei materiali, Materiali avanzati.
ARGOMENTO 2: MICROSTRUTTURA E PROPRIETÀ: Struttura atomica e legami interatomici: relazioni con le proprietà macroscopiche dei solidi. La struttura dei solidi cristallini: Cristalli ideali e imperfezioni nei solidi. Diffusione allo stato solido: diffusione in condizioni stazionarie e in condizioni non-stazionarie.
ARGOMENTO 3: PROPRIETÀ MECCANICHE: Deformazione elastica e plastica. Dislocazioni e deformazione plastica; energia di dislocazione e forze tra dislocazioni; interazione tra dislocazioni. Generazione di dislocazioni. Meccanismi di rafforzamento (incrudimento, rafforzamento per soluzione solida, rafforzamento da bordo grano, rafforzamento da particelle). Curve sforzo deformazione nominale e reale. Durezza dei materiali. Meccanismi di frattura. Tenacità a frattura e resistenza all’impatto. Modalità di frattura a bassa temperatura. Fatica nei materiali e loro progettazione. Scorrimento viscoso e modalità di frattura ad alta temperatura.
ARGOMENTO 4: DIAGRAMMI DI FASE: Sistemi a più fasi. Regola delle fasi di Gibbs. Microstruttura. Diagrammi di stato binari: miscibilità completa sia allo stato solido che allo stato liquido, miscibilità nulla sia allo stato solido che allo stato liquido, miscibilità completa allo stato liquido e parziale allo stato solido. Trasformazioni di fase congruente ed incongruente. Trasformazioni eutettiche, peritettiche. Evoluzione della microstruttura. Diagramma di stato Fe-C. Trasformazioni eutettoidiche.
ARGOMENTO 5: BIOMATERIALI: Classificazione e principali proprietà dei biomateriali polimerici, metallici, ceramici, compositi. Cenni di ingegneria tessutale e funzionalizzazione chimica e biochimica di biomateriali.
ARGOMENTO 2: MICROSTRUTTURA E PROPRIETÀ: Struttura atomica e legami interatomici: relazioni con le proprietà macroscopiche dei solidi. La struttura dei solidi cristallini: Cristalli ideali e imperfezioni nei solidi. Diffusione allo stato solido: diffusione in condizioni stazionarie e in condizioni non-stazionarie.
ARGOMENTO 3: PROPRIETÀ MECCANICHE: Deformazione elastica e plastica. Dislocazioni e deformazione plastica; energia di dislocazione e forze tra dislocazioni; interazione tra dislocazioni. Generazione di dislocazioni. Meccanismi di rafforzamento (incrudimento, rafforzamento per soluzione solida, rafforzamento da bordo grano, rafforzamento da particelle). Curve sforzo deformazione nominale e reale. Durezza dei materiali. Meccanismi di frattura. Tenacità a frattura e resistenza all’impatto. Modalità di frattura a bassa temperatura. Fatica nei materiali e loro progettazione. Scorrimento viscoso e modalità di frattura ad alta temperatura.
ARGOMENTO 4: DIAGRAMMI DI FASE: Sistemi a più fasi. Regola delle fasi di Gibbs. Microstruttura. Diagrammi di stato binari: miscibilità completa sia allo stato solido che allo stato liquido, miscibilità nulla sia allo stato solido che allo stato liquido, miscibilità completa allo stato liquido e parziale allo stato solido. Trasformazioni di fase congruente ed incongruente. Trasformazioni eutettiche, peritettiche. Evoluzione della microstruttura. Diagramma di stato Fe-C. Trasformazioni eutettoidiche.
ARGOMENTO 5: BIOMATERIALI: Classificazione e principali proprietà dei biomateriali polimerici, metallici, ceramici, compositi. Cenni di ingegneria tessutale e funzionalizzazione chimica e biochimica di biomateriali.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Laurea
3 anni
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Persone
Persone
Professori/esse Associati/e
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