The course is taught in English.


L'insegnamento di Bio-Micro&Nano Systems intende sviluppare la conoscenza dei cosiddetti Micro&Nano Electro Mechanical Systems (MEMS e NEMS) per quelle che sono le loro numerose applicazioni nei campi della Biologia, della Medicina e della Chimica BioMolecolare. Si rivedono e approfondiscono i processi di fabbricazione, dando enfasi agli aspetti più specifici quali la MicroFluidica, il Packaging e l'integrazione di BioMolecole in micro e nano strutture prodotte nei diversi materiali, quali silicio, vetro, plastica e substrati polimerici. Si presentano le applicazioni industriali che spaziano dai biosensori e dalle loro diverse tecniche di trasduzione, fino ai sistemi per l'analisi di biomolecole, per poi passare allo studio di micro e nano strutture più proprie della ricerca di base. Particolare enfasi è data agli aspetti pratici e di progetto, con lo studente che utilizza strumenti CAD per applicare le conoscenze acquisite e progettare un semplice micro/nano sistema.

Lo studente nell'insegnamento di Bio-Micro&Nano Systems ha la possibilità di applicare e estendere le conoscenze delle micro e nano tecnologie, concentrando l'attenzione alle loro implicazioni nei campi della BioMedicina e delle applicazioni BioMolecolari in genere. Il lavoro durante l'insegnamento si sviluppa unendo gli aspetti teorici a quelli progettuali, pertanto uno degli obiettivi didattici principali consiste nel dare allo studente gli strumenti necessari al progetto di micro e nano sistemi per le bio-applicazioni.

Conoscenza di base delle microtecnologie, della fisica dei materiali e della chimica, come acquisite nel generale corso di studi precedentemente seguito.

- Dopo una introduzione ai micro e nano sistemi dedicati alla BioMedicina, il corso prosegue con una parte dedicata al richiamo ed approfondimento delle tecnologie per il progetto e la realizzazione di dispositivi microelettronici, quale punto di partenza tecnologico. Si passa poi all'approfondimento della loro evoluzione che ha portato alla nascita delle soluzioni per la produzione di micro e nano sistemi. Vengono quindi sviluppati:
' i concetti base delle tecniche e dei materiali per i micro e nano sistemi;
' le problematiche realizzative legate alle applicazioni biologiche, quali in particolare la microfluidica;
' una introduzione del flusso progettuale e degli strumenti CAD a disposizione sul mercato;
' lo studio di alcuni esempi applicativi, con particolare attenzione ai biosensori;
' lo sviluppo e lo studio di sistemi più complessi dedicati specificatamente al campo biomedicale.
Una consistente parte del corso è poi dedicata all'apprendimento del CAD CoventorWare, con il quale vengono realizzate le esercitazioni di laboratorio che hanno come obiettivo finale un semplice progetto di un Micro/Nano sistema.

Schema degli argomenti trattati:
' Introduzione
' Tecnologie Microelettroniche
' Materiali per le Micro/Nano tecnologie
' Tecnologie dei Micro/Nano sistemi
' Esempi di Progetto di Bio-MEMS/NEMS
' Microfluidica
' CAD per Microsistemi: teoria e laboratorio
' Packaging
' Biosensori
' Esempi Applicativi e progetto autonomo di un semplice MEMS/NEMS

L'insegnamento considera un lavoro su CAD per microsistemi, quale CoventorWare, in modo tale da permettere il progetto e la simulazione di un semplice MEMS/NEMS, sviluppato a gruppi di lavoro. Le sessioni di laboratorio (almeno 12 ore) verranno associate a lavoro autonomo ulteriore grazie all'accesso ai laboratori del Politecnico presso i quali lo studente svilupperà un progetto che verrà presentato all'esame anche tramite relazione scritta. E' considerata una visita presso il Laboratorio ChiLab del Politecnico di Torino, dove sono presenti una camera pulita e le apparecchiature utili alla realizzazione di microsistemi.

Sul portale della didattica vengono messi a disposizione:
' Lucidi del Corso
' Design Kit di alcune tecnologie industriali
' Tutorial per il CAD CoventorWare
' Per approfondimenti, esempi applicativi e video relativi agli argomenti trattati
Testi utili:
' Stephen D.Senturia, MICROSYSTEM DESIGN, Kluwer Academic Publishers
' S.M.Sze, SEMICONDUCTOR SENSORS, John Wiley & Sons

- L'esame ha una modalità di verifica orale, con la presentazione del lavoro di progetto svolto, unitamente all'approfondimento di un aspetto delle micro e nano tecnologie per le bio-applicazioni, preparato a scelta dallo studente. Il voto è formulato giudicando le competenze acquisite, unitamente alla dimostrazione di autonomia progettuale dello studente.