La sostenibilità nella scienza e nella tecnologia nasce quando si inizia a riflettere su come risolvere un problema, oppure su come tradurre la scienza in tecnologia. La chimica, intesa come scienza della materia e delle sue trasformazioni, gioca un ruolo centrale in questo passaggio e funge da ponte tra la fisica, la scienza dei materiali e le scienze umane. Il corso introduce il designer ad un livello di sensibilizzazione più consapevole nei confronti delle problematiche ambientali e di sostenibilità dei processi produttivi e dei materiali in essi implicati, proponendo un background culturale di tipo scientifico e tecnologico di riferimento, dal quale il designer possa evincere versatili strumenti di approccio alla problematica ambientale.
Quello qui proposto è un corso organizzato come un corso di cultura sulla materia, nelle sue varie articolazioni (atomi, molecole, fasi estese) e finalizzato a creare un collegamento tra il mondo microscopico a quello macroscopico per fornire le basi per una comprensione della materia stessa e dei fenomeni su cui si basano le tecnologie ed i processi, in un ottica di sostenibilità globale.
E' semestrale e collocato al I anno, I periodo didattico.

Consapevolezza delle problematiche di (eco)sostenibilità dei principali processi di produzione/trasformazione dei materiali impiegabili. Capacità di dialogare con altre culture tecnico-scientifiche per la selezione di processi/prodotti più idonei in vista di una progettazione in grado di coniugare sinergicamente creatività, innovazione e riduzione dell'impatto ambientale.

Le competenze che si intendono fornire hanno inoltre l'obiettivo di trasmettere la comprensione del processo progettuale alla scala del prodotto. Si sottolinea la capacità, che lo studente dovrà acquisire, di confrontarsi con un quadro ampio di problematiche, di progetto e di processo, atte a definire un prodotto buono, giusto ed espressivo, attraverso le conoscenze e le competenze qui di seguito elencate:

- Conoscenze nel campo dei materiali
- Capacità di prendere decisioni nella consapevolezza del proprio ruolo e delle proprie responsabilità,
- Capacità di raccogliere, analizzare e interpretare informazioni dal contesto elaborandole autonomamente;
- Capacità di gestire il tempo e le risorse;
- Capacità di riflettere sui temi etici, sociali, culturali ad essi connessi;
- Capacità di interagire con le diverse culture, aree disciplinari e professionalità che il design connette;
- Capacità di lavorare in team mono e multidisciplinari;
- Capacità di presentare in pubblico il proprio lavoro in lingua italiana e inglese;
- Apertura all'innovazione, interesse per la multidisciplinarietà e per l'aggiornamento continuo delle proprie conoscenze.

Conoscenze elementari di matematica e fisica.

Il programma sarà sviluppato tenendo in forte considerazione tutte quelle parti di programma che saranno poi oggetto del modulo 'materiali e tecnologie per il design' dell'area concept design.
Programma dettagliato:
- Che cos'è la chimica e la sua importanza nel quotidiano.
a) precorso di azzeramento, necessario per l'elevata eterogeneità tra i neo-iscritti: linguaggio di base, notazioni, nomenclatura, stechiometria.
b) Lezioni
Particelle elementari e struttura dell'atomo: modelli atomici e proprietà periodiche degli elementi. Legame chimico: molecole e solidi infinitamente estesi; legame ionico, covalente, metallico; reazioni di ossidoriduzione; forze intermolecolari e legami deboli. I gas: teoria cinetica dei gas ideali, gas reali.
Gli stati condensati della materia: come la struttura determina le proprietà fisiche. 1- liquidi e soluzioni (tensione di vapore, tensione superficiale, pressione osmotica, viscosità, proprietà colligative). 2-solidi (fenomeni di ordine e disordine, struttura cristallina, cenni sulle proprietà termiche, elettriche e magnetiche). Cambiamenti di fase e diagrammi di stato elementari . Caratteristiche delle reazioni chimiche: velocità di reazione e fattori influenzanti, catalizzatori; termochimica; le "forze spingenti" i processi: entalpia, entropia, energia libera. Equilibrio chimico: la costante di equilibrio, il principio di Le Chatelier, acidi e basi, il pH, solubilità. Elettrochimica: celle elettrolitiche e voltaiche, celle a combustibile,. Fonti e vettori energetici (chimica del carbonio e dell'idrogeno): idrocarburi, polimeri, l'idrogeno come vettore energetico.
Case-studies: la produzione dell'alluminio (processo Bayer), la produzione di ghisa e acciaio (alto-forno), la produzione dei materie plastiche di uso comune (PoliEtilene), le bioplastiche.

Le attività che compongono il Corso sono suddivise in lezioni ed esercitazioni in aula. Sono previsti 5 CFU erogati come lezioni ed 1 CFU per le esercitazioni.

Sintesi degli argomenti trattati, copia delle slide in powerpoint usate durante le lezioni e altri documenti sono disponibili sul portale della didattica.
Alcuni testi di riferimento:
- Malucelli G., Penazzi N., Elementi di Chimica per l'Ingegneria, Ed. Levrotto&Bella, Torino 2006
- Mazza D., Fondamenti di Chimica, Ed. Esculapio, Bologna 2009
- Manotti A.M., Tiripicchio A., Fondamenti di Chimica, Ed. Ambrosiana, Milano 2006
- Delmastro A., Mazza D., Ronchetti S., Quiz di Chimica risolti e commentati, Ed. Esculapio, Bologna 2009
- Calligaro L., Mantovani A., Fondamenti di Chimica per l'Ingegneria, Ed. Libreria Cortina Padova 2001
- Schiavello M., Palmisano L., Fondamenti di Chimica, EdiSES, Napoli 2006

Testi per consultazione e approfondimenti
- Atkins P., Jones L., Chimica Generale, Ed. Zanichelli, Bologna 2005
- Silvestroni P., Fondamenti di Chimica, Ed. Masson, Milano 1996
Altre letture veneranno consigliate durante il corso e inserite nel portale della didattica.

La frequenza al corso è una condizione per poter sviluppare positivamente le attività previste. Il livello di apprendimento sarà monitorato in itinere; i risultati in itinere concorreranno al giudizio finale (espresso con un unico voto), basato sulla presentazione e discussione di un elaborato scritto e grafico e su un colloquio.