Il Corso di Studio in "Scienza dei Materiali" formerà laureati con conoscenze metodologiche, teoriche ed applicative necessarie per comprendere ed interpretare le basi e le problematiche del vasto mondo della scienza dei materiali con un approccio moderno e interdisciplinare. I laureati saranno quindi in grado di svolgere attività di tecnico di alto livello presso industrie con elevato contenuto tecnologico nonché di proseguire gli studi in una vasta gamma di formazioni superiori (Lauree Magistrali o Masters) che possono essere sia di ambito strettamente chimico o fisico che, ovviamente, dell'ambito della scienza dei materiali. Difatti, le attività formative proposte coniugano quelle delle classiche lauree in Fisica e Chimica che formano figure specializzate nei rispettivi ambiti e con limitate competenze trasversali e interdisciplinari tipiche della scienza dei materiali.
Il piano formativo della laurea in ‘Scienza dei Materiali' è specificatamente progettato per creare una figura con una forte impostazione ad affrontare problematiche progettuali complesse, grazie ad un percorso che prevede da un lato l'approfondimento delle materie di base, quali la matematica, l'informatica, la fisica e la chimica e dall'altro gli aspetti applicativi dei problemi di scienza dei materiali che generalmente richiedono un approccio interdisciplinare.
I laureati hanno solide conoscenze delle basi dell'algebra e dell'analisi matematica, dei fondamenti delle scienze chimiche, fisiche, dei linguaggi di programmazione e degli algoritmi. I risultati dell'apprendimento per l'area Matematica, chimica, fisica e informatica di base prevedono che i laureati sappiano utilizzare gli strumenti matematici per il calcolo scientifico, comprendano e conoscano la tavola periodica degli elementi, siano in grado di applicare la conoscenza dei fenomeni fisici facendo uso del metodo scientifico sperimentale e computazionale, sapendo anche utilizzare le tecniche informatiche per l'analisi di grandi quantità di dati.
I laureati conoscono la struttura di atomi, molecole e loro reattività, la struttura della materia condensata e delle proprietà fisiche e chimiche dei materiali. I laureati sono così in grado di classificare i materiali e le loro proprietà, utilizzando in modo appropriato la nomenclatura chimica dei composti e dei processi, identificando le metodologie per la caratterizzazione dei materiali e valutando i campi di applicazione dei materiali in base alle loro proprietà.
I laureati conoscono le tecniche di misure sperimentali in ambito fisico e chimico, delle metodologie computazionali della chimica quantistica e della scienza dei materiali. Saranno in grado di caratterizzare sperimentalmente le proprietà fisiche e chimiche dei materiali, e di calcolare sia le proprietà di atomi, molecole e sistemi condensati.
I laureati acquisiscono un linguaggio comune per le proprietà fisiche e chimiche dei materiali, le conoscenze dei principi guida per la progettazione di nuovi materiali e la conoscenza del ciclo vita dei materiali e dei principi di sostenibilità. Tali conoscenze sono finalizzate alla capacità di integrare le nozioni di fisica e chimica della materia per la caratterizzazione sinergistica delle proprietà fisico-chimiche dei materiali insieme all'abilità di comunicare i risultati di esperienze integrate teorico-sperimentali.
L'acquisizione con senso critico delle competenze e conoscenze avverrà attraverso approcci didattici quali il "learning by thinking" per la parte di lezioni frontali, con particolare attenzione al "problem solving" enfatizzando l'applicazione efficace di uno stesso metodo in vari campi. L'attività laboratoriale adotterà invece un approccio "learning by doing" con attività di gruppo che sviluppino capacità di riflessione, di condivisione e di confronto ed un "practicum" mirato alla formazione dei singoli studenti, nel quale verrà progettato, sintetizzato, caratterizzato sperimentalmente e studiato computazionalmente un materiale. Il percorso formativo è basato su una strutturazione che prevede crediti di lezioni frontali in cui il docente espone aspetti di base e metodologici della disciplina, crediti di esercitazioni negli insegnamenti che lo necessitano e crediti di attività laboratoriale su aspetti applicativi.
Il percorso di formazione è strutturato in semestri:
Primo semestre: verrà fornita una preparazione di base concettuale e metodologica nell'ambito di matematica, fisica e chimica di base, accompagnata da un'idoneità per la lingua inglese di livello B1 (QCER) con riferimento al lessico scientifico ed una prima introduzione alla scienza dei materiali in ambito della fisica della materia.
Secondo semestre: verranno completate le conoscenze di base in matematica, fisica ed informatica e la formazione primaria in scienza dei materiali nell'ambito della chimica della materia.
Terzo semestre: viene definitivamente completata la formazione di base in chimica analitica, organica ed inorganica ed introdotti gli insegnamenti caratterizzanti in tre dei quattro ambiti disciplinari previsti nella classe L- Sc. Mat., ovvero "Fisica della materia", "Chimica della materia" e "Processi ed applicazioni industriali".
Quarto semestre: prevede il completamento dei corsi in ambito "Chimica della materia" mediante un insegnamento caratterizzante in "Chimica Fisica dei Materiali", la presenza di una prima attività formativa autonomamente scelta (TAF-D) e l'introduzione degli insegnamenti caratterizzanti nell'ambito disciplinare "Struttura della materia". In quest'ultimo ambito disciplinare è incardinata una parte importante del progetto culturale del corso di laurea in ‘Scienza dei Materiali' che prevede una forte e consolidata integrazione della fisica e della chimica della materia in un linguaggio unificato (chimico-fisico) per lo studio della struttura e delle proprietà dei materiali, implementata attraverso insegnamenti interdisciplinari e integrati che coinvolgono i settori scientifico-disciplinari (SSD) chiave, i.e. FIS/03 e CHIM/02.
Quinto semestre: saranno presenti un insegnamento integrato (FIS/03 e CHIM/02) per la modellizzazione computazionale dei materiali attraverso una coniugazione delle metodologie e dei linguaggi propri della fisica e della chimica e due insegnamenti in tematiche di impatto che seguono le moderne linee di sviluppo tecnologico come indicate nel Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR). Il primo di questi due insegnamenti è un corso di fisica della materia incentrato sui moderni "Nanomateriali" mentre il secondo è un insegnamento integrato in "Materiali per l'Energia" che si allinea alle misure strategiche del PNRR nell'ambito delle conoscenze trasversali delle proprietà e funzionalità dei materiali secondo i contenuti elaborati nella Missione 2 (Rivoluzione verde e transizione ecologica). Tale insegnamento integra gli aspetti legati al ciclo e alla sostenibilità dei materiali dal punto di vista della fisica della materia (FIS/03) con aspetti prettamente chimici che coinvolgono i vari SSD della chimica di base (CHIM/01-02-03-06) e che lo studente può scegliere per completare una visione chimico-fisica interdisciplinare dei materiali per la transizione energetica.
Sesto semestre: viene proposto un practicum interdisciplinare sperimentale/computazionale e chimico/fisico dove lo studente applicherà sia le conoscenze di base che quelle integrate chimico-fisiche e laboratoriali, culminante con una presentazione orale dei risultati di un progetto individuale sottoposta a verifica di idoneità. Infine, lo studente dovrà svolgerà un tirocinio formativo finalizzato alla tesi di laurea, che comprenda attività sperimentali e/o teoriche, in laboratori di ricerca presso enti, istituti di ricerca, università, centri di analisi e/o aziende in Italia o all'estero.