Nanotecnologias

Conhecimentos de Base Recomendados

Química Geral, Química Analítica, Química Orgânica, Termodinâmica Química, Introdução aos Materiais e Caracterização, Química-Física de Superfícies

Métodos de Ensino

Exposição de conceitos teóricos acompanhada da análise de exemplos de aplicação. Dinamização da aprendizagem pela implementação de aulas práticas para síntese de nanomateriais e demonstração de nanotecnologias e técnicas de caracterização de nanomateriais, por vezes em laboratórios externos. Além disso, os alunos, organizados em grupos, desenvolvem trabalhos de pesquisa sobre temas da área em estudo, e apresentam estes oralmente à turma, seguindo-se a sua discussão. O grau de profundidade exigido nestas monografias permite aos alunos consolidar e investigar em detalhe temáticas lecionadas.

Resultados de Aprendizagem

Com esta disciplina pretende-se facultar aos alunos as bases científicas e tecnológicas para a síntese de nanomateriais e de materiais nanoestruturados, bem como dar a conhecer as suas potencialidades e diferentes aplicações, nomeadamente na indústria e na saúde. São também abordadas as técnicas de caracterização de nanomaterias.

Os alunos desenvolverão competências específicas ao nível da preparação de vários nanomateriais, através do conhecimento adquirido de diversas nanotecnologias, e desenvolvendo também competências de implementação prática de algumas destas.

Desenvolvem ainda as seguintes competências genéricas com a realização/apresentação de uma monografia: instrumentais (análise/síntese, resolução de problemas, comunicação oral/escrita, gestão da informação), pessoais (trabalho em grupo, comunicar com pessoas não especialistas na área) e sistémicas (adaptação a novas situações, aprendizagem autónoma, investigar).

Estágio(s)

Não

Programa

Introdução às nanotecnologias/nanomateriais: Classificação; Propriedades; Aplicações; Aspetos de segurança.

Estratégias de fabricação de nanomateriais:

i) Top-down - moagem, engenharia de ultra-precisão, etching/litografia;

ii) Bottom-up - PVD, CVD, sol-gel, precipitação, microemulsões, electrospinning, método hidrotérmico, self-assembly, impressão molecular, métodos por microondas e com fluidos supercríticos.

Síntese de nanoestruturas 3D por tecnologia sol-gel: Química sol-gel com alcóxidos e sais de metal/metaloide; Etapas; Variáveis; Propriedades e aplicações de aerogéis inorgânicos, orgânicos e híbridos.

Síntese de nanopartículas de óxidos de metal.

Síntese de nanoestruturas de carbono.

Nanobiomateriais e suas aplicações farmacêuticas e biomédicas: funcionalização e bioconjugação.

Nanotecnologia na indústria do papel.

Caracterização de nanomateriais: técnicas microscópicas (TEM/SEM, AFM), técnicas de dispersão laser (DLS), contadores/classificadores de nanopartículas (CPC, DMA).

Docente(s) responsável(eis)

Luísa Maria Rocha Durães

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho de síntese: 40.0%
Frequência: 60.0%

Bibliografia

Schwarz, J.A.; Lyshevski, S.E; Contescu, C.I. (Eds.) Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. 3rd Ed., CRC Press, Boca Raton, 2014.

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Pierre, A.C., Introduction to Sol-Gel Processing, 2nd Ed., Springer, 2020.

Aegerter, M.A.; Leventis, N.; Koebel, M.M. (Eds.) Aerogels Handbook. Springer, New York, 2011 (new version forthcoming).

Laurencin, C.T.; Nair, L.S. (Eds.) Nanotechnology and Regenerative Engineering. CRC Press, Boca Raton, 2017.

Byrappa, K.; Ohara, S.; Adschiri, T. Nanoparticles Synthesis Using Supercritical Fluid Technology. Advanced Drug Delivery Reviews, 60, 299-327 (2008).

Gullichsem J.; Paulapuro, H. (Eds.) Papermaking Science And Technology Series. TAPPI, Fapet OY-Helsinki, 2000.

Sigmund, W.; El-Shall, H.; Shah, D.O.; Moudgil, B.M. (Eds.) Particulate Systems in Nano- and Biotechnologies. CRC Press, Boca Raton, 2019.