Il corso fornisce una preparazione teorico-pratica sui materiali minerali e sintetici rilevanti per applicazioni industriali e ambientali, in un’ottica di sostenibilità, innovazione e transizione ecologica. Verranno approfonditi: • i materiali naturali e secondari impiegati come materie prime strategiche; • i materiali ad alta porosità (es. zeoliti, MOF, carboni attivi) per il trattamento delle acque, la bonifica dei suoli e l’ingegneria ambientale; • i minerali gemmologici, con particolare attenzione alle metodiche di riconoscimento e caratterizzazione. Al termine del corso, lo studente sarà in grado di: • Comprendere il concetto di materia prima e il suo ruolo nei processi industriali e nel contesto socio-economico e ambientale attuale; • Classificare e caratterizzare le materie prime in base alle proprietà chimico-fisiche e tecnologiche; • Conoscere struttura, composizione, proprietà e applicazioni di argille, zeoliti, MOF e materiali porosi; • Comprendere la relazione struttura–funzione nei materiali innovativi per l’ambiente; • Utilizzare tecniche analitiche per la caratterizzazione mineralogica, termica e gemmologica (XRD, TGA/DSC, strumenti ottici); • Svolgere analisi complete su materiali per usi ceramici, ambientali e gemmologici; • Acquisire competenze trasversali utili in ambiti di ricerca applicata, controllo qualità, economia circolare e gestione sostenibile delle risorse. L’obiettivo generale è formare professionisti in grado di operare in contesti industriali, ambientali e laboratoriali, contribuendo allo sviluppo sostenibile nel rispetto delle normative vigenti.
Prerequisiti
Conoscenze di mineralogia, cristallografia, cristallochimica e ottica dei minerali
Metodi didattici
Il corso si svolge attraverso 24 lezioni frontali (2 ore ciascuna) per un totale di 48 ore di attività in aula, così suddivise: • 42 ore di lezione teorica; • 4 ore di esercitazioni pratiche sull’uso degli strumenti gemmologici; • 2 ore di esercitazione dimostrativa su analisi termiche in laboratorio.
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento consiste in una prova orale, finalizzata a valutare: • la conoscenza degli argomenti teorici e pratici trattati; • la capacità di collegare proprietà mineralogiche e strutturali con le applicazioni industriali e ambientali; • la comprensione dei processi produttivi e delle trasformazioni delle materie prime; • la familiarità con le tecniche analitiche utilizzate; • la chiarezza espositiva e l’adeguatezza del linguaggio tecnico-scientifico.
Testi
• Manning D.A.C. – Industrial Minerals, Chapman & Hall, 1995. • R. Webster – Gemme, Zanichelli, 1997. • Dispense e materiali integrativi forniti dal docente. • Ulteriori testi consigliati saranno indicati durante il corso.
Contenuti
Il corso si articola nei seguenti moduli tematici: a) Argille (8 h): composizione, proprietà, tecniche di analisi. Impiego nei trattamenti ambientali come colloidi. b) Materiali ceramici (10 h): cristallochimica e caratterizzazione mediante tecniche XRD e analisi termiche. Preparazione dei campioni (orientamento, trattamenti termici e con glicole). c) Zeoliti e setacci molecolari (10 h): definizione, classificazione, processi genetici e sintetici, proprietà e applicazioni (industriali, ambientali, agricole). d) MOF (Metal-Organic Frameworks) (4 h): struttura, sintesi e applicazioni innovative. e) Materiali meso/macroporosi (4 h): sintesi, proprietà e uso come adsorbenti (es. carboni attivi). f) Gemmologia (12 h): definizione di gemma, materiali sintetici, fenomeni ottici, tecniche strumentali (microscopio binoculare, rifrattometro, polariscopio, dicroscopio, lampada UV, spettroscopio), densità, indice di rifrazione, il diamante e le 4C.