Biomateriali

Scelta del materiale

Scienza dei Materiali

Scienza che studia le relazioni esistenti tra la struttura dei materiali e le loro proprietà.

Ingegneria dei Materiali

Progettazione della struttura di un materiale per ottenere determinate proprietà.

Tecnologia dei Materiali

Studio dell'applicazione e dell'impiego dei materiali, con particolare riferimento a plastiche e produzione.

Metodo → Materiale → Applicazione → Proprietà → Scelta secondo criteri:

• industriali
  • es: resistenza in esercizio
• economici
  • es: rapporto qualità/prezzo
• sociali
  • es: riciclo

Scienza e Tecnologia dei Materiali

Scienza dei materiali → Struttura ↔ Proprietà → Comportamento

Manufatto

• Chimiche
• Fisiche

Lavorazione, Tecnologie dei materiali, Servizi, Ambiente

Struttura dei materiali

Tecniche di Indagine

AFM

Diffrazione a raggi X

Analisi termica

Gassografia, Spettroscopia

Microscopia elettronica

Microscopia ottica

Prove empiriche

• Densità
• Porosità
• Granulometria

Struttura

atomo o molecolare 10^-9 m

Microstruttura

10^-6 m

Macrostruttura

10^-3 m visibile a occhio nudo

Scelta del materiale

Scienza dei materialiIngegneria dei materialiTecnologia dei materiali

Scienza che studia le relazioni esistenti tra la struttura dei materiali e le loro proprietàProgettazione della struttura di un materiale per ottenere determinate proprietàStudi sull'applicazione e dell'impiego dei materiali, con particolare riferimento a plastiche e produzione

Materiale → Applicazione → Proprietà → Scelta secondo criteri:

• industrialies: costruzione in serie
• economicies: rapporti qualità-prezzo
• socialies: riciclo

Scienza e tecnologia dei materiali

Scienza dei materialiStrutturaProprietàComportamentoMuratureFisicheChimicheLavorazioniTecnologia dei materialiServiziAmbiente

Struttura dei materiali

Tecniche di indagine

• AFMDiffrazione e raggi XAnalisi termicaSpettroscopia
• Microscopia elettronicaMicroscopia ottica
• Prove empiricheDensitàMostraGonfiometria

Struttura atomica o molecolare10^-10 m n

Microstruttura10^-6 m ϻ

Macrostruttura10^-3 mvisibile ad occhio nudo

Solidi e legami chimici

Legame covalente

Una coppia di elettroni viene messa in comune/proprietà fra due atomi

• Legame forte e direzionale, compatto

Solidi covalenti

• Energia di coesione elevata
• Poco volatili
• Elevate temperature di fusione
• DurI e fragili
• Insolubili nei comuni solventi
• Isolanti

Legame ionico

Attrazione di cariche statiche per effetto delle cariche opposte di cationi e anioni:

Elettroni di valenza ceduti da un atomo all'altro

• Legame forte e edirezionale, non compatto

Solidi ionici

• Energia di coesione molto elevata
• Poco volatili
• Elevate temperature di fusione
• DurI, rigidI e fragili
• Elevate solubilità in acqua
• Scarsa conducibilità allo stato solido

Legame metallico

Nuvola elettronica in cui sono immersi i cationi in posizione reticolare

• Legame forte e edirezionale, compatto

Solidi metallici

• Energia di coesione elevata
• Poco volatili
• Elevate temperature di fusione
• DuttilI e malleabilI
• Elevata conducibilità elettrica e termica
• Elevata densità (massimo impaccamento possibile, compatto: massimo densità)

Legame a idrogeno

Atomo di idrogeno che si pone a ponte fra due atomi fortemente elettronici

Legame dipolare

Attrazione fra dipoli elettrici di molecole polari

Solidi molecolari

Non in grado di formare reticoli cristallini

• Energia di coesione bassa
• VolatilI
• Bassa temperatura di fusione
• Facilmente deformabili
• SolubilI in solventi con polarità similI
• Isolanti elettrici

STRUTTURA DEI SOLIDI

SOLIDO CRISTALLINO

Formato dal ripetersi sistematico nella tre-dim. di una medesima unità fondamentale (cella elementare), che forma un reticolo spaziale.

- Nello stato solido cristallino ho la sistemazione delle particelle costitutive secondo linee al massimo grado di ordine.

Cristallo corpo solido delimitato da facce piane e simmetriche, manifestazioni macroscop. dell'ordine interno.

La forma può dare informazioni su come è avvenuto il diverso sviluppo relativo delle varie facce, ma, a temperatura costante, per un pari di facce rimango sempre gli stessi.

Principi fondamentali di Bravais