Questo insegnamento vuole fornire una conoscenza delle fibre destinate ad applicazioni ingegneristiche convenzionali (ad esempio materiali tessili e materiali compositi) e delle loro proprietà, con particolare enfasi alle fibre polimeriche. Inoltre vengono presentate le potenzialità di diversi materiali fibrosi per settori applicativi non tradizionali, come ad esempio dispositivi biomedici o elettronici. Verranno fornite dapprima idee di base sulle strutture e sulla sintesi dei polimeri che costituiscono le fibre maggiormente utilizzate oggigiorno e sulle tecniche di caratterizzazione chimico-fisica e meccanica. Poi verranno presentate le proprietà e le tecnologie di trasformazione di fibre tradizionali e innovative. Lo/a studente/ssa sarà quindi in grado di riconoscere e qualificare prodotti di tipo fibroso, correlandone strutture e prestazioni/proprietà. Accanto agli approfondimenti teorici, si dedicherà spazio ad esempi illustrativi che consentano allo/a studente/ssa di concretizzare i concetti appresi. Inoltre, lo svolgimento di un progetto di gruppo permetterà di approfondire uno specifico materiale fibroso o una sua applicazione.

L’insegnamento porterà lo/a studente/ssa a conoscere: a) le strutture e le proprietà delle fibre e le loro correlazioni, b) le tecnologie di trasformazione, c) le tecniche di caratterizzazione, d) le potenzialità applicative delle fibre e dei materiali tessili. Attraverso le numerose esercitazioni in aula, svolte individualmente e regolarmente revisionate, lo/a studente/ssa applicherà le conoscenze suddette per risolvere esercizi e problemi pratici, ad esempio identificare la composizione di una fibra o stimare le prestazioni meccaniche di un filato. In tale modo lo/a studente/ssa 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, come articoli scientifici e/o brevetti, ogni studente/ssa approfondirà un’applicazione delle fibre nel campo di suo interesse. Nella preparazione di un breve video contenente informazioni di letteratura e una parte progettuale, svolto a piccoli gruppi, lo/a studente/ssa acquisirà capacità di ricerca ed elaborazione di informazioni tecniche, insieme ad abilità di comunicazione. Coniugando al lavoro individuale l’attività progettuale di gruppo, lo/a studente/ssa acquisirà anche capacità di lavorare in team. Attraverso la valutazione tra pari dei video di altri gruppi (peer review) si attiveranno inoltre processi di apprendimento attivi, in grado di sviluppare capacità critica.

Nozioni di base di chimica, nozioni di base 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 reologiche di fusi e soluzioni polimeriche. - Accenni di tecnologie di filatura: melt spinning, wet spinning, dry spinning, gel spinning, electrospinning. - Proprietà chimico-fisiche dei polimeri in forma di fibra. - Proprietà meccaniche delle fibre. - Trattamenti superficiali di fibre: proprietà delle superfici polimeriche e metodi di modificazione. - Fibre di carbonio e di vetro. - Fibre naturali e materiali fibrosi a base di cellulosa. - Materiali compositi fibro-rinforzati. - Sostenibilità della produzione di fibre tradizionali e di fibre ad alte prestazioni, ed il loro riciclo. - Esempi di applicazioni di materiali fibrosi per il tessile tradizionale, per il tessile innovativo, per i materiali compositi e per gli ‘smart materials’. - Nozioni di base sulla letteratura scientifica e la ricerca bibliografica.

L’insegnamento prevede lezioni frontali in aula sui vari argomenti descritti nel programma. Ci saranno anche esercitazioni in aula su ciascun argomento affrontato. Alcune esercitazioni verranno svolte dagli studenti (elaborati scritti individuali, assignments), poi revisionate e valutate dal docente: esse consistono in soluzioni di esercizi e problemi, analisi di dati e reperimento di fonti di letteratura. Il lavoro di revisione periodico permetterà di seguire in itinere se gli studenti hanno compreso gli argomenti trattati ed acquisito abilità nell'applicazione di concetti e metodi a problemi originali. Ad ogni studente/ssa verrà anche richiesto di svolgere un progetto di gruppo sotto forma di video su un tema inerente il programma, articolato 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. Si prevede poi la valutazione tra pari (peer review) dei progetti di gruppo. L'insegnamento prevede infine lo svolgimento di un'esercitazione pratica in laboratorio. Durante le lezioni dell'insegnamento potranno intervenire in aula anche docenti stranieri ed esperti del settore. Nel caso in cui l’insegnamento dovesse essere erogato da remoto, si utilizzeranno videolezioni (preferibilmente sincrone) sia per le lezioni che per le esercitazioni.

Le slide delle lezioni e altro materiale sarà messo a disposizione durante lo svolgimento dell'insegnamento. Testi di riferimento per alcuni argomenti dell'insegnamento: - Nawab Y., Textile Engineering - An Introduction, De Gruyter, 2018 - Miao M., Xin J. H., Engineering of High-Performance Textiles, Elsevier, 2018 - Pan N., Sun G., Functional Textiles for improved performances, protection, health, Woodhead Pub., 2011 - Bhat G., Structure and Properties of High-Performance Fibers, Elsevier, 2016

Slides; Esercizi;

Modalità di esame: Elaborato scritto individuale; Elaborato progettuale in gruppo; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Individual essay; Group project; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... La verifica dell’apprendimento avverrà tramite una prova scritta di 90 minuti, costituita da circa 10-12 domande a risposta multipla, brevi domande a risposta aperta, problemi ed esercizi, relativi a tutti gli argomenti trattati durante lo svolgimento dell'insegnamento. Essa, coerentemente con i risultati di apprendimento attesi, intende accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma dell'insegnamento e la capacità degli/lle studenti/esse di applicare i concetti e i metodi presi in esame per la soluzione di esercizi. Durante la prova non sarà possibile consultare materiale didattico, appunti o libri; lo/a studente/ssa potrà utilizzare solamente la calcolatrice. Inoltre, verranno anche valutati gli elaborati individuali delle esercitazioni (assignments). Questi sono lavori individuali che contengono circa 10 domande a risposta multipla, brevi domande a risposta aperta ed esercizi, vengono svolti durante l’ora di esercitazione, consegnati al docente a fine esercitazione e valutati in itinere. Gli assignments hanno lo scopo di verificare il livello di comprensione degli argomenti trattati a lezione, di permettere agli studenti di ripassare tali argomenti e di accertare la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo alla soluzione di esercizi. Infine, sarà oggetto di valutazione una relazione progettuale sotto forma di video da svolgere in piccoli gruppi (3 persone) su un argomento concordato con il docente. Il progetto finale di gruppo costituisce un ulteriore elemento per valutare le abilità dello/a studente/ssa nell'analizzare un argomento in modo più specifico rispetto a come viene fatto nel corso dell'insegnamento, e verificarne l'autonomia nell'apprendere le nuove conoscenze necessarie. Il voto finale deriva dalla media pesata delle varie valutazioni: 30% prova scritta; 40% assignments (esercitazioni in aula); 30% progetto finale di gruppo. L’esame è superato se il voto finale è superiore a 18/30, indipendentemente dalle valutazioni parziali. Per chi decide di non svolgere le esercitazioni in itinere, il voto finale deriva dalla media pesata dell'esame scritto (70%) e del progetto finale di gruppo (30%).

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.