Politecnico di Torino
Politecnico di Torino
   
Login  
en
Politecnico di Torino
Anno Accademico 2017/18
01OBDOQ, 01OBDMV
Bio-Micro&Nano Systems
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica (Electronic Engineering) - Torino
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Demarchi Danilo ORARIO RICEVIMENTO A2 ING-INF/01 42 9 9 0 9
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/01 6 B - Caratterizzanti Ingegneria elettronica
Presentazione
Il Corso è erogato in lingua inglese.
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 nanostrutture 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 nanostrutture 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.
All’interno del corso sono organizzati seminari tenuti da esperti di applicazioni biomediche, provenienti sia dall’industria che da centri di ricerca internazionali.
Risultati di apprendimento attesi
Lo studente nell'insegnamento di Bio-Micro&Nano Systems ha la possibilità di applicare ed 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.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Conoscenza di base delle microtecnologie, della fisica dei materiali e della chimica, come acquisite nel generale corso di studi precedentemente seguito.
Programma
Dopo una introduzione ai micro e nano sistemi per la 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. Sono 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 e all’uso di CAD professionali per la progettazione di Micro/Nano Sistemi quali Comsol e CoventorWare, con i quali sono realizzate le esercitazioni di laboratorio che hanno come obiettivo finale un semplice progetto di un Micro/Nano Sistema.

Schema degli argomenti trattati:
** Introduzione al Corso e alle tecnologie (2 CFU)
- Tecnologie Microelettroniche
- Tecnologie dei Micro/Nano sistemi
- Descrizione di tecnologie industriali per i MEMS
** Tecniche utili per la realizzazione di Bio-MEMS/NEMS (2 CFU)
- Microfluidica
- Concetti fondamentali di Elettrochimica per BioSensori
- Packaging
** Progetto di Bio-MEMS/NEMS (2 CFU)
- Biosensori
- CAD per Microsistemi: teoria e laboratori
- Esempi Applicativi e progetto autonomo di semplici Bio-MEMS/NEMS
Organizzazione dell'insegnamento
L'insegnamento considera un lavoro su CAD per microsistemi, quali Comsol e 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/MiNES (Micro&Nano Electronic Systems) del Politecnico di Torino, dove sono presenti una camera pulita e le apparecchiature utili alla realizzazione, l’interfacciamento e la caratterizzazione di Micro/Nano Sistemi.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Sul portale della didattica sono messi a disposizione:
- Lucidi del Corso
- Design Kit di alcune tecnologie industriali
- Tutorial per i CAD Comsol e CoventorWare
- 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
- S.Carrara, BIO/CMOS INTERFACES AND CO-DESIGN, Springer

Materiale di eLearning del progetto Europeo EduNano (http://edunano.eu) del quale verranno date le credenziali durante il corso.
Criteri, regole e procedure per l'esame
L'esame è sostenuto in forma orale, con la presentazione del lavoro di progetto svolto, unitamente all'approfondimento di alcuni aspetti e dispositivi legati alle micro e nano tecnologie per le bio-applicazioni, preparati a scelta dallo studente. Il voto è formulato giudicando le competenze acquisite, unitamente alla autonomia progettuale dimostrata dallo studente.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2016/17
Indietro



© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
WCAG 2.0 (Level AA)
Contatti