Course Syllabus

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Obiettivi generali

L’insegnamento è finalizzato a fornire le basi conoscitive e metodologiche per conoscere e comprendere i principi che definiscono una chimica sostenibile e/o verde. Il corso si focalizzerà su alcuni processi e pratiche che attualmente possono essere collegato al concetto della sostenibilita' e del rispetto per l'ambiente, come esempi per specifiche discussioni piu' ampie sulle tematiche toccate durante il corso.

Conoscenza e capacità

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una buona conoscenza:

  • I parametri principali per valutare processi sostenibili.
  • Le corrette definizioni di sostenibilita', green-chemistry e di economia circolare.
  • Le problematiche scientifiche per passare dall’ economia basata sul petrolio all'economia sostenibile.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di:

  • applicare i concetti di sostenibilita' appresi nel corso che costituiscono la base dello sviluppo sostenibile secondo l’agenda ONU 2030.
  • giudicare se un processo chimico, un processo di bioraffineria o un materiale qualifica come processo o materiale sostenibile.

Autonomia di giudizio

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di:

  • applicare le conoscenze acquisite in vari contesti.
  • trasferire concetti e approcci a nuovi processi e/o materiali.
  • elaborare gli argomenti del corso.

Abilità comunicative

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di:

  • analizzare un problema nell'ambito delle tematiche del corso in modo chiaro e conciso
  • spiegare con un linguaggio adeguato gli obiettivi, le procedure e i risultati delle elaborazioni effettuate.

Capacità di apprendere

Essere in grado di applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati nel corso.

  • I concetti di green chemistry e di chimica sostenibile, i loro punti in communi e le loro differenze.
  • Il concetto di bioraffineria per la produzione di materie prime sostenibili.
  • Processi sostenibili per la produzione dei materiali standard e dei materiali 'high-performance'.
  • Processi sostenibili nel'ambito della chimica per la produzione di fine chemicals.
  • Sostenibilta' nell'ambito dei nanomateriali.
  • Aspetti sull'energia sostenibile.
  • Uso responsabile e sostenibile delle rissorse non-rinnovabile come metalli.
  • Evoluzione della sostenibilita' negli sintesi industriali sulla base di esempi selezionati.
  • Evoluzione dei concetti di green chemistry e sustainable chemistry.
  • Punti communi e differenze fra green chemistry e chimica sostenibile.
  • Principali cicli biogeochimici.
  • Descrizione delle principali fonti rinnovabili con particolare riferimento alla struttura dei materiali lignocellulosici.
  • Il concetto di bio-refinery con esempi e applicazioni in Italia ed in Europa, anche in vista della economia circolare.
  • Descrizione dei problemi connessi con il riciclo ed il riuso dei materiali vari, compresi metalli preciosi.
  • Sintesi di nuovi materiali biodegradabili e no a partire da fonti rinnovabili con processi sostenibile.
  • Sintesi di chemicals a partire da fonti rinnovabili con processi sostenibile.
  • Concetti sostenibile e/o verde per l'esecuzione di reazioni chimiche, ad esempio chimica in flusso.
  • Modificazioni di bulk e modificazioni superficiali dei materiali in maniera sostenibile.
  • L'integrazione dei processi sostenibili nell'ambito della economia circolare la loro costruzione.
  • Sintesi e vantaggi dei nanomateriali sostenibili, e li aspetti normativi.
  • Alternative sostenibili nei campi adiacenti: point-of-care-devices, organ-on-a-chip, organismi modelli.
  • Conoscenze di base di chimica organica ed inorganica e biologia.
  • Nozioni di base della termodinamica.
  • Lezioni frontali in aula (48 h).
  • Case studies, da prepare durante le lezione da parte degli studenti in gruppi secondo vari schemi, con discussioni finale insieme.
  • In caso di emergenza COVID-19, il corso si svolgerà tramite lezioni a distanza che verranno inoltre registrate e caricate sul sito elearning del corso.
  • Lavoro su case studies attuali per comprendere sulla base dei esempi il concetto della sostenibilita' nella chimica e la relazione con la green chemsitry.

  • M. Aresta, A. Dibenedetto, F. Dumeignil
    Biorefineries - An introduction
    De Gruyter

  • diapositive

  • appunti mostrati durante le lezioni e materiale aggiuntivo su argomenti selezionati, i.e., articoli scientifici, resi disponibili sul sito elearning del corso.

Prima meta del I semestre (ottobre - novembre)

L'esame finale consiste in una prova orale alla fine del corso, con votazione tra 18-30/30, che consiste nella discussione di vari argomenti discussi durante le lezioni, collegando e costestualizzando i concetti/processi riportati, per arrivare ad una critica valutazione del lavoro dal punto di vista della sostenibilita' nella chimica complessivamente. La discussione dell'esame si base su una breve presentazione powerpoint di durata 10 minuti che deve essere preparata dallo studente per l'esame; l'articolo e/o la documentazione del processo da valutare sara' inviato allo studente una settimana prima dell'esame.
Lo studente verrà valutato alla fine sulla base dei seguenti criteri: (1) conoscenza e capacità di comprensione; (2) capacità di collegare i diversi concetti; (3) autonomia di analisi e di giudizio; (4) capacità di utilizzare correttamente il linguaggio scientifico.

In caso di emergenza pandemica l'esame sarà sempre come sopra elencato, ma sostenuto sulla piattaforma Webex.

Sempre, preferibilmente previo appuntamento per telefono o e-mail.

ISTRUZIONE DI QUALITÁ | IMPRESE, INNOVAZIONE E INFRASTRUTTURE | CITTÀ E COMUNITÀ SOSTENIBILI | CONSUMO E PRODUZIONE RESPONSABILI
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General aims

The course is aimed at providing the knowledge and methodological bases to know and understand the principles that define sustainable and / or green chemistry. The course will focus on some processes and practices that can currently be linked to the concept of sustainability and respect for the environment, as examples for specific broader discussions on the issues touched upon during the course.

Knowledge and understanding

At the end of the course the student will have a fundamental understanding of:

  • The main parameters to be evaluated to define a low environmental impact process.
  • The correct definitions of green chemistry and circular economy.
  • The scientific problems to move from the oil-based economy to the green economy.

Applying knowledge and understanding

At the end of the course the student will be able to:

  • apply the concepts of green chemistry learned in the course that form the basis of sustainable development according to the UN 2030 agenda.
  • judge whether a process qualifies as a green and/or sustainable process.

Making judgements

At the end of the course the student will be able to

  • apply the acquired knowledge in various contexts.
  • transfer concepts and approaches to new fields.
  • elaborate the topics of the course.

Communication skills

At the end of the course the student should be able to

  • analyse a problem related to the course topics in a clear and concise way.
  • explain orally with a suitable language the objectives, the procedures and the results of the elaborations carried out.

Learning skills

At the end of the course the student should be able to apply the acquired knowledge to different contexts than those discussed during the course.

  • The concepts of green chemistry and sustainable chemistry, their commonalities and their differences.
  • The concept of biorefinery for the production of sustainable raw materials.
  • Sustainable processes for the production of standard materials and 'high-performance' materials.
  • Sustainable processes in the field of chemistry for the production of fine chemicals.
  • Sustainability in the field of nanomaterials.
  • Aspects on sustainable energy.
  • Responsible and sustainable use of non-renewable resources such as metals.
  • Evolution of sustainability in industrial syntheses on the basis of selected examples.
  • Evolution of the concepts of green chemistry and sustainable chemistry.
  • Common points and differences between green chemistry and sustainable chemistry.
  • Main biogeochemical cycles.
  • Description of the main renewable sources with particular reference to the structure of lignocellulosic materials.
  • The concept of bio-refinery with examples and applications in Italy and Europe, also in view of the circular economy.
  • Description of the problems associated with the recycling and reuse of various materials, including precious metals.
  • Synthesis of new biodegradable and non-biodegradable materials starting from renewable sources with sustainable processes.
  • Synthesis of chemicals from renewable sources with sustainable processes.
  • Sustainable and / or green concepts for performing chemical reactions, for example flow chemistry.
  • Bulk modifications and surface modifications of materials in a sustainable way.
  • The integration of sustainable processes within the circular economy and their construction.
  • Synthesis and advantages of sustainable nanomaterials, and the regulatory aspects.
  • Sustainable alternatives in adjacent fields: point-of-care-devices, organ-on-a-chip, model organisms.
  • Basic knowledge of organic and inorganic chemistry and biology.
  • Basic notions of thermodynamics.
  • Theoretical lessons in the classroom (48 h).
  • Case studies, to be prepared during the lessons by the students in groups according to various schemes, with final discussions together.
  • In the event of a COVID-19 emergency, the course will take place through remote lessons which will also be recorded and uploaded to the course's e-learning site.
  • I work on current case studies to understand on the basis of the examples the concept of sustainability in chemistry and the relationship with green chemsitry.

  • M. Aresta, A. Dibenedetto, F. Dumeignil
    Biorefineries - An introduction
    De Gruyter

  • slides

  • notes shown during lectures and additional material on selected topics, i.e., scientific articles, made available on the e-learning website of the course.

First half of 1st semester (october - november)

The final exam consists of an oral exam at the end of the course, with a score between 18-30 / 30, which consists of the discussion of various topics discussed during the lessons, linking and co-estolizing the concepts / processes reported, to arrive at a critical evaluation of work from the point of view of sustainability in chemistry as a whole. The discussion of the exam is based on a short 10-minute powerpoint presentation that must be prepared by the student as part of the preparation for the exam; the article and / or documentation of the process to be evaluated will be sent to the student one week before the exam.
The student will be assessed at the end on the basis of the following criteria: (1) knowledge and understanding; (2) ability to connect different concepts; (3) autonomy of analysis and judgment; (4) ability to use scientific language correctly.

In the event of a pandemic emergency, the exam will always be as listed above, but taken on the Webex platform.

Always, preferably by appointment by phone or e-mail.

QUALITY EDUCATION | INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE | SUSTAINABLE CITIES AND COMMUNITIES | RESPONSIBLE CONSUMPTION AND PRODUCTION
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Key information

Field of research
CHIM/03
ECTS
6
Term
First semester
Activity type
Mandatory
Course Length (Hours)
48
Degree Course Type
2-year Master Degreee
Language
Italian

Staff

    Teacher

  • HL
    Heiko Lange

Enrolment methods

Manual enrolments

Sustainable Development Goals

QUALITY EDUCATION - Ensure inclusive and equitable quality education and promote lifelong learning opportunities for all
INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE - Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization and foster innovation
SUSTAINABLE CITIES AND COMMUNITIES - Make cities and human settlements inclusive, safe, resilient and sustainable
RESPONSIBLE CONSUMPTION AND PRODUCTION - Ensure sustainable consumption and production patterns