DOTTORATO IN MATERIALS FOR SUSTAINABLE DEVELOPMENT

Offerta formativa anno accademico 2024/2025

Primo anno

Attività

Corsi di carattere istituzionale avanzato	SI
Attività di tipo seminariale o di laboratorio	SI
Attività connesse con la ricerca	SI
Attività formative e di ricerca autonomamente scelte dal dottorando e approvate dal Collegio dei Docenti	SI

Elenco dei corsi/attività

corso/attività	ore
BIOPLASTICS: CHARACTERISTICS AND APPLICATIONS Global plastic production reached 448 million ton in 2018, with about 8 million ton entering the oceans each year. The careless use of plastic in our daily life has made this material the main pollutant of the world seas and oceans. Thus, from July 2021, the ten single-use plastic objects most frequently found on beaches have been banned by the European Community. Bioplastics are innovative materials, conceived as alternative to plastic of fossil origin. They can be bio-based, or biodegradable, or have both characteristics. Although bioplastics can bring advantages over conventional plastics, they are not always really sustainable and their definition is not univocal. The purpose of this course is to bring clarity and understanding of these new materials, their chemical-physical properties and their industrial workability. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando CORSO GENERALE PER IL DOTTORATO	10
MATERIALS CHALLENGES IN CONCENTRATING SOLAR THERMAL RESEARCH Thanks to the availability of commercial thermal energy storage solutions that, in current installations, allow to operate at rated capacity for more than 17 h without solar resources, concentrating solar thermal (CST) technologies can provide a firm and dispatchable renewable energy supply for a wide range of applications like power generation, industrial or residential heating, or fuel production. The CST industry is relatively young, and there is still much room for research to improve the techno-economic performance of the current technologies. In this respect, materials research can play a primary role, since the harsh operating conditions (e.g., very high temperatures, and corrosive environments) that characterize several key components of CST plants call for advanced solutions combining sustainability, durability, and cost-effectiveness with good mechanical, optical, chemical, and thermal performance. This series of lectures will provide an overview of the status of CST technologies and an insight on some current research topics on materials research carried out in this field by ENEA - Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando CORSO GENERALE PER IL DOTTORATO	10
MATERIALS CHARACTERIZATIONS WITH NEUTRONS Fundamentals of the neutron scattering technique: the interaction of neutrons with condensed matter, coherent and incoherent scattering; elastic and inelastic scattering. Neutrons to study the structure and dynamics of materials: examples of vibrational spectroscopy on organic molecules and polymers, molecular diffusion in porous materials, neutron diffraction using isotope substitution, small angle scattering with neutrons. Industrial applications: neutron induced radioactivity and transmutations, neutron activation analysis, neutron imaging for in-situ and operando investigations. Access to neutron facilities: reactor and spallation neutron sources, picking the best beamlines for an experiment, user programs and proposal writing. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando CORSO GENERALE PER IL DOTTORATO	10
SMART BIOSENSORS In the analytical sector, several analyte, including heavy metals, drugs, pesticides, food contaminants, and biomarker are usually detected by atomic absorption spectrometry, inductively coupled plasma mass spectrometry, gas chromatography, and high-performance liquid chromatography. These techniques are characterized by the requirement of laboratory set-up, high-cost instrumentation, and skilled personnel, making them unsuitable for on-site analyses. In this scenario, the use of reliable, sensitive, miniaturized, and cost-effective analytical tools is the main approach for delivering sustainable analyses. Electrochemical techniques coupled with screen-printed electrodes (SPE) are among the most promising sustainable devices for organic solvent-free and on-site measurements. Furthermore, the high potential of SPEs relies in their customization with inorganic nanomaterials and/or biocomponents for the detection of multi-analytes. The most recent results in the development of smart electrochemical devices, exploiting the combination of printing techniques (e.g. screen-printing and 3D printing for sensor mass-production), nanomaterials (e.g. using cost-effective and high-performing carbon black) will be discussed. The use of paper as smart support in the sensing field will be reported, demonstrating that paper acts not only as a support but also as a reagent reservoir and material for sample treatment. In addition, the use of synthetic probes as biocomponents, e.g. aptamers, will be described, highlighting the advantages of replacing antibodies or enzymes. Finally, the versatility of the developed electrochemical (bio)sensors will be demonstrated, by describing their applications in different fields, including the environmental, safety, agri-food and biomedical ones. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando CORSO GENERALE PER IL DOTTORATO	8
PRACTICAL COURSE FOR THE STUDY AND MANIPULATION OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES The Protein Data Bank PDB: searching and downloading macromolecular structures. The molecular graphics program PYMOL. The molecular graphics program CHIMERA. The protein-ligand molecular docking technique. Protein-ligand molecular docking and Virtual Screening using PyMol and AutoDock VINA Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando CORSO GENERALE PER IL DOTTORATO	8
IL DIGITALE IN ODONTOIATRIA L'avvento di nuove tecnologie digitali in ambito odontoiatrico ha portato, negli ultimi anni, ad un intenso sviluppo sia nella parte diagnostica sia nella parte interventistica. L'accessibilità da parte dei clinici a dati digitali dei pazienti come foto, video, radiografie 3D (CBCT) e digitalizzazione delle impronte ha aumentato la predicibilità e la personalizzazione dei trattamenti. Tutti i dati digitali di un singolo paziente possono essere fusi e interrelati tra loro all'interno di software di studio e design dedicati con la creazione di un paziente virtuale. Inoltre, con l'introduzione di software per chirurgia computer guidata statica e dinamica, anche gli interventi di inserimento implantare risultano più accurati e meno invasivi per il paziente, riducendo, dove possibile, i tempi chirurgici, le sedute alla poltrona e la morbidità post-operatoria. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: tecnologica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: ITALIANO/INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando CORSO GENERALE PER IL DOTTORATO	8
ORGANIC MOLECULES PHOTOMATERIALS The light-molecule interaction allows the conversion of the electromagnetic waves into electrical and chemical energy. In particular, organic molecules possess peculiar characteristics that make them particularly useful in the photochemical and photovoltaic fields. In fact, molecules with an extended aromatic skeleton absorb light in the most useful areas of the electromagnetic spectrum, the visible zone between 400 and 700 nm. The course will examine the necessary and useful molecular characteristics that a molecule must possess in order to interact effectively with light, the energy path of molecular electrons after having absorbed the electromagnetic wave, the possible reactive paths and the applications of organic molecules in various photochemical fields. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando CORSO GENERALE PER IL DOTTORATO	10

Eventuali maggiori informazioni piano form. 1°a	Le attività formative sono volte ad ampliare le conoscenze e le abilità dei dottorandi con un focus specifico sui materiali per un ampio spettro di applicazioni. i corsi potranno essere integrati da attività seminariale e/o da corsi monografici tenuti da docenti esterni di elevata qualificazione. Queste ultime attività non possono essere calendarizzate con anticipo in quanto possono variare di anno in anno. Il monitoraggio delle attività si basa sulla presentazione al tutor di adeguata certificazione
Media totale ore/anno	64
Totale ore corsi	64
Altre attività didattiche	Corsi internazionali, altri corsi di carattere istituzionale avanzato proposti dal Collegio dei Docenti e da altri corsi di dottorato dell'Università di Roma Tor Vergata, attività di tipo seminariale dipartimentali e interdipartimentali, attività di laboratorio, attività connesse con la ricerca, attività formative e di ricerca (Corsi internazionali Summer Winter Schools Workshops) autonomamente scelte da dottorando concordate con il Tutor e approvate dal Collegio dei Docenti che internazionali, Summer/Winter Schools, Workshops) autonomamente scelte dal dottorando, concordate con il Tutor e approvate dal Collegio dei Docenti che ne verificala coerenza con il percorso formativo e/o con il progetto di tesi di dottorato. Tra le possibili attività si considerano: partecipazione, come relatore, a workshop, convegni nazionali e internazionali su temi legati alle specifiche aree di ricerca del dottorando, organizzazione di giornate di studio, workshop, workshop, convegni nazionali e internazionali su temi legati alle specifiche aree di ricerca del dottorando, organizzazione di giornate di studio, workshop convegni nazionali e internazionali presso istituzioni di ricerca pubbliche o private, nazionali o internazionali, anche con interventi finalizzati alla pubblicazione
Modalità di scelta del soggetto della tesi	La scelta della tesi viene fatta in accordo con il Collegio dei docenti nel rispetto delle tematiche del Dottorato e delle attitudini dei Dottorandi.
Modalità delle verifiche per l'ammissione all'anno successivo	L'ammissione all'anno successivo prevede: parere positivo del Supervisor, la stesura di una relazione del lavoro annuale, l'esposizione del percorso di ricerca al Collegio dei Docenti, valutazione delle pubblicazioni e/o considerazione del risultato della peer review da parte dei Componenti il Collegio
Note

Secondo anno

Attività

Corsi di carattere istituzionale avanzato	SI
Attività di tipo seminariale o di laboratorio	SI
Attività connesse con la ricerca	SI
Attività formative e di ricerca autonomamente scelte dal dottorando e approvate dal Collegio dei Docenti	SI

Elenco dei corsi/attività

corso/attività	ore
MATERIALS AND DEVICES FOR ENERGY APPLICATIONS: CHARACTERIZATION TECHNIQUES Developing efficient energy storage and conversion systems able to compensate for intrinsic intermittency of renewable sources is the most immediate and reliable route towards a sustainable energetic scenario after the fossil fuels phase out. Batteries, electrolyzers, fuel cells, solar cells, etc., represent the frontier in applied materials science research. For those not familiar with the subject, such devices can be roughly referred to as functional multi-layered structures, whose working principles rely on the specific properties of single components and on their interplay. A thorough physical and chemical characterization of the individual building blocks and the interfaces between them is of paramount importance for diagnostics of already-operating devices as well as for coming up with new device designs. This series of lectures is intended to provide an insightful overview onto common characterization methods for energy devices. For each of the presented and discussed technique, application examples from recent, high-quality literature will be provided. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	8
TENICHE DI SINTESI E CARATTERIZZAZIONE AVANZATE DI MATERIALI COMPLESSI Corso monografico su tecniche di caratterizzazione avanzate di materiali per applicazioni nel campo dell'energia, dell'ambiente e/o della salute tenuti Componenti del Collegio dei Docenti e/o da altri Docenti dell'Università di Roma Tor Vergata o da visitatori provenienti da Istituzioni straniere. Particolare focus è posto su strategie per la fabbricazione di materiali complessi e loro tecniche di caratterizzazione anche presso grandi facilities internazionali. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: obiettivi dello sviluppo sostenibile Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando CORSO GENERALE PER IL DOTTORATO	8

Eventuali maggiori informazioni piano form. 2°	Al fine di garantire una pluralità di contenuti altri corsi vengono definiti di anno in anno. E' possibile suggerire ai Dottorandi , con il parere favorevole dei Docenti interessati, di frequentare corsi tenuti da altri Dottorati affini
Media totale ore/anno	16
Totale ore corsi	16
Altre attività didattiche	Nel corso del secondo anno i dottorandi proseguono la loro formazione anche attraverso attività seminariale e/o corsi monografici tenuti da Docenti esterni di elevata qualificazione. E' prevista la partecipazione a convegni, scuole workshop di carattere nazionale e internazionale.
Modalità di preparazione della tesi	Sperimentale
Modalità delle verifiche per l'ammissione all'anno successivo	L'ammissione all'anno successivo prevede: parere positivo del Supervisor, la stesura di una relazione del lavoro annuale, l'esposizione del percorso di ricerca al Collegio dei Docenti, valutazione delle pubblicazioni e/o considerazione del risultato della peer review da parte dei Componenti il Collegio
Note	Il secondo anno è di norma il più produttivo per l’attività di ricerca, soprattutto per quel che concerne le campagne di raccolta dati. Si suggerisce ai Dottorandi la massima focalizzazione sulle attività sperimentali (progettazione e pianificazione della sperimentazione, addestramento all’uso indipendente di strumentazione complessa, scrittura di pubblicazioni).

Terzo anno

Attività

Corsi di carattere istituzionale avanzato	SI
Attività di tipo seminariale o di laboratorio	SI
Attività connesse con la ricerca	SI
Attività formative e di ricerca autonomamente scelte dal dottorando e approvate dal Collegio dei Docenti	SI

Elenco dei corsi/attività

corso/attività	ore
SOFT SKILLS Corso monografico tenuto per sviluppare soft skills quali, ad es., come scrivere correttamente un cv, come ottimizzare i risultati della ricerca, elaborazione progetti di ricerca, partecipazione a bandi competitivi. Tipologia: altro Tipo corso: internazionale Macrosettore: altro Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: INGLESE Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	0

Eventuali maggiori informazioni piano form. 3°	Anche nel corso del terzo anno, al fine di garantire una pluralità di contenuti altri corsi vengono definiti di anno in anno. E' possibile suggerire ai Dottorandi , con il parere favorevole dei Docenti interessati, di frequentare corsi tenuti da altri Dottorati affini.
Media totale ore/anno	4
Totale ore corsi	4
Altre attività didattiche	Nel corso terzo anno l’attività formativa è focalizzata sulla partecipazione a seminari specialistici per consentire il completamento delle attività di ricerca, l’approfondimento delle tematiche studiate e l’elaborazione della tesi. Si prevedono attività multidisciplinari aventi a oggetto competenze trasversali legate a “problem solving”, gestione del tempo e delle responsabilità, capacità di ascoltare e comunicare, lavoro di squadra, flessibilità e leadership , competenze essenziali per partecipare al mondo del lavoro accademico e professionale. E' fortemente incoraggiata la partecipazione come relatori a convegni, scuole workshop di carattere nazionale e internazionale.
Modalità di ammissione all'esame finale	L'ammissione all'esame finale è subordinata ai seguenti atti: a. seminario con presentazione e discussione della tesi di fronte al Collegio dei Docenti b. giudizio positivo del supervisor c. giudizio analitico di due relatori esterni all’Università sul lavoro di tesi d. giudizio finale del Collegio dei Docenti
Modalità di svolgimento dell'esame finale	Presentazione del lavoro di tesi dinanzi a una Commissione di esperti costituita per i 2/3 da Docenti esterni all’Ateneo.
Note	Si prevede la partecipazione alle attività didattiche sia attraverso interazioni con dottorandi più giovani, sia attraverso attività di tutoraggio.

Università degli Studi di Roma "Tor Vergata" - Via Cracovia, 50, 00133 Roma RM