Código: N
Nanotecnologias
Curso: Engenharia Biológica
Ano curricular: 4 Duração: 2º semestre
Créditos: 6.0 ECTS Tipo:Opcional
Idioma: Português/Inglês
Pré-requisitos:
Nenhum
Docente(s):
Joao Pedro Estrela Rodrigues Conde;
1. Tipologia de Ensino/Horas de Contacto:
Teórico-práticas: 56.0 Total: 56.0
2. Objectivos:
Domínio das bases científicas e tecnológicas das Nanotecnologias. Capacidade para projectar aplicações da micro e a nanofabricação, MEMS e NEMS, microreactores, lab-on-a-chip, micro-total-analysis systems, nanotubos de carbono, manipulação atómica e molecular por AFM, motores moleculares, fábricas biológicas, nanopartículas, nanobiosensores e electrónica molecular.
3. Programa:
A primeira parte da disciplina é uma introdução às técnicas de micro e nanofabricação em Sala Limpa utilizando tecnologia planar. Os princípios fundamentais da engenharia química (cinética química, projecto de reactors, transferência de calor, termodinâmica, materiais poliméricos) são aplicados para descrever as operações unitárias fundamentais de deposição, gravação (etching), e transferência de motivos (litografia). Será feito um estudo detalhado de dispositivos lab-on-a-chip, incluido microfluídica e microreactores para processamento químico e biológico, assim como MEMS, NEMS, sistemas nanofluídicos e BioMEMS. (5 semanas) A segunda parte da disciplina é uma introdução aos processos "bottom-up" baseados na auto-organização molecular. A cinética química e a termodinâmica são usadas para estudar estruturas supramoleculares, nanotubos de carbono, nanofios, nanopartículas, SAMs e electrónica molecular, entrega de fármacos e fenómenos de superfície (adesão celular, crescimento orientado, e diferenciação de células estaminais). (3 semanas) A Terceira parte da disciplina inicia-se com uma discussão dos princípios estruturais e funcionais da Nanobiotecnologia. Segue-se uma discussão detalhada das aplicações actuais e potenciais de nanoestruturas baseadas em DNA, proteínas e células. As novas direcções da Nanobiotecnologia serão discutidas, nomeadamente os princípios do projecto da maquinaria biológica molecular (auto-organização biológica, mecanismos de auto-reparação), a interacção de nanoestruturas com membranas e proteínas (aplicações em targeted drug delivery e toxicologia), a investigação da estrutura e função das proteínas (eg, canais, G-protein couple receptors, captura de imagens em tempo real), e a base molecular da memória e aprendizagem. (5 semanas)
4. Bibliografia
Bibliografia principal:
Nanobiotechnology, C.M. Niemeyer, C.A. Mirkin (Eds.), 2004, Wiley-VCH, Weinheim; Introduction to Nanoscale Science and Technology, M. di Ventra, S. Evoy, J.R. Heflin, Jr. (Eds.), 2004, Springer, New York; Introduction to Nanotechnology, Charles P. Poole, Jr., Frank J. Owens, 2003, Wiley, New York
Bibliografia complementar:
Bionanotechnology, D.S. Goodsell, 2004, Wiley-Liss, Hoboken, NJ; Fundamentals of Microfabrication, M.J. Madou, 2002, CRS Press, 2nd Edition, Boca Raton; Microsystem Design, S.D. Senturia, 2001, Kluwer, Boston; Nanoelectronics and Information Technology, R. Waser (Ed.), 2003, Wiley-VCH, Weinheim
5. Avaliação:
Serão feitos trabalhos de casa individuais obrigatórios (cerca de 5 durante o semestre). Haverá duas apresentações orais com discussão pela turma. Haverá a possibilidade de alguns grupos de estudantes substituirem a segunda apresentação por um trabalho laboratorial na Sala Limpa envolvendo micro e nanofabricação.
6. Estimativa total de trabalho:
168.0 horas
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