Questo insegnamento vuole fornire una conoscenza delle fibre destinate ad applicazioni ingegneristiche convenzionali (materiali tessili, materiali compositi), delle loro proprietà e potenzialità per settori non tradizionali (ad esempio dispositivi biomedici o packaging). Fornendo dapprima idee di base sulle strutture e sulla sintesi dei polimeri che costituiscono le fibre di oggi e sulle tecniche di caratterizzazione chimico-fisica e meccanica, lo studente sarà in grado di riconoscere e qualificare prodotti di tipo fibroso, correlandone strutture e proprietà. Verrà inoltre fatta una panoramica dei processi per l’ottenimento di fibre (filatura) e per la loro modificazione (finissaggio, tintura), evidenziando in particolare le correlazioni tra processing e proprietà dei manufatti.

L’insegnamento porterà lo studente a conoscere: a) le strutture e le proprietà delle fibre e le loro correlazioni, b) le tecnologie di trasformazione, c) le potenzialità applicative delle fibre e dei tessili. Attraverso le numerose esercitazioni in aula, svolte individualmente e regolarmente revisionate, lo studente applicherà le conoscenze suddette per risolvere problemi pratici, ad esempio identificare la composizione di una fibra o stimare le prestazioni meccaniche di un filato. In tale modo lo studente verificherà se ha compreso gli argomenti trattati e acquisito abilità nell’applicazione di concetti e metodi a problemi originali. Tramite l’esame di materiale della letteratura di settore (ad esempio un articolo scientifico o un brevetto scelto dallo studente) ogni studente approfondirà un’applicazione delle fibre nel campo di suo interesse (ad esempio gli studenti del corso di laurea in Ingegneria Biomedica potranno indagare l’uso di fibre in un dispositivo medicale): con una relazione articolata in una parte bibliografica e una parte progettuale, svolta a piccoli gruppi, lo studente acquisirà capacità di ricerca ed elaborazione di informazioni, capacità critica e abilità di comunicazione scritta. Coniugando al lavoro individuale l’attività progettuale di gruppo, lo studente acquisirà capacità di lavorare in team.

Nozioni di chimica, nozioni di scienza dei materiali.

• Classificazione di fibre, microfibre e nanofibre: caratteristiche geometriche, proprietà chimico-fisiche e strutturali. • Strutture dei polimeri che costituiscono le fibre di oggi, con alcune nozioni della chimica per la loro sintesi. • Morfologie delle fibre polimeriche e tecniche di caratterizzazione microscopica e spettroscopica. • Proprietà chimico-fisiche dei polimeri in forma di fibra. • Proprietà meccaniche delle fibre. • Tecnologie di filatura: wet spinning, dry spinning, melt spinning, electrospinning. • Trattamenti superficiali di fibre: proprietà delle superfici polimeriche e metodi di modificazione, sizing. Idee di base su colore e coloranti, agenti di finissaggio per il tessile. • Presentazione delle principali classi di fibre, delle loro strutture chimiche, delle loro proprietà principali, dei processi di lavorazione e delle applicazioni per il tessile tradizionale, per il tessile innovativo, per i compositi e per gli ‘smart materials’. In particolare verranno trattate: - Fibre naturali (fibre proteiche: lane, sete; fibre cellulosiche: cotoni, canape, lini), con considerazioni su impiego di biomasse da scarto per la loro produzione; - Fibre artificiali tradizionali (nylon, poliesteri, acrilici, poliolefine, elastomeri), con discussione del loro impatto ambientale; - Fibre speciali (aramidiche, fibre di carbonio, nanotubi di carbonio), con analisi del loro impatto ambientale. • Nozioni di base sulla letteratura scientifica e la ricerca bibliografica.

L’insegnamento prevede lezioni frontali sui vari argomenti; interverranno in aula anche docenti stranieri ed esperti del settore tessile. Ci saranno esercitazioni da svolgere in aula su ciascun argomento affrontato (elaborati scritti individuali), completate da lavoro a casa: esse consistono in soluzioni di problemi, analisi di dati e reperimento di fonti di letteratura, e verranno revisionate e valutate. Il lavoro di revisione periodico permetterà di seguire in itinere se lo studente ha compreso gli argomenti trattati ed acquisito abilità nell’applicazione di concetti e metodi a problemi originali. Ad ogni studente verrà richiesto di svolgere in gruppo una relazione (progetto di gruppo) su un tema inerente il programma, articolata in una parte bibliografica e una parte progettuale. In tale modo gli studenti potranno acquisire capacità di reperimento dei dati e loro elaborazione, oltre ad abilità di trasferimento al progetto delle conoscenze apprese durante le lezioni. Coniugando il lavoro individuale con l’attività progettuale di gruppo, lo studente acquisirà capacità critica, abilità di comunicazione scritta e capacità di lavorare in team. Sarà programmata una visita ad un’azienda del settore tessile.

Dispense preparate dal docente e altro materiale sarà messo a disposizione durante lo svolgimento del corso. Un testo di riferimento: Kaplan N.S., A Practical Guide to Fibre Science. Abhisek Publications 2009 (e-book presente nel catalogo della Biblioteca del Politecnico). Diversi argomenti dell’insegnamento sono descritti in alcuni testi presenti nelle collezioni del Politecnico, ad esempio: Mattila H., Intelligent textile and clothing. Woodhead Pub. 2006 Hu J., Adaptive and Functional Polymers, Textiles and Their Application.s World Scientific & Imperial College Press 2011 Pan N., Functional Textiles for improved performances, protection, health. Woodhead Pub. 2011

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto individuale; Progetto di gruppo;

Exam: Written test; Individual essay; Group project;

... La verifica dell’apprendimento avverrà tramite una prova scritta di 45 minuti, senza uso di appunti o libri: consisterà in 4-5 domande e 2 problemi. Essa intende accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma del corso e la capacità dello studente di applicare i concetti e i metodi presi in esame per la soluzione di esercizi. Per chi può essere presente in aula, saranno anche oggetto di valutazione gli elaborati individuali delle esercitazioni e una relazione su un argomento concordato con il docente, svolta a piccoli gruppi. Il voto finale deriva dalla media pesata delle varie valutazioni: 30% prova scritta; 40% esercitazioni; 30% progetto di gruppo.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.