Biomateriais, Caracterização e Nanofabricação
Objetivos
O objetivo principal desta unidade curricular é fornecer aos estudantes conhecimentos sobre relações estrutura-composição-processamento-propriedades em biomateriais desde a macro- à nano-escala. Pretende-se que os estudantes adquiram conhecimento aprofundado das técnicas de caracterização dos biomateriais desde a macro- à nano-escala e nos processos de fabrico de (bio)nanomateriais. As aulas laboratoriais permitirão ao estudante adquirir competências relativas ao processamento e caracterização de bio(nano)materiais.
Caracterização geral
Código
13323
Créditos
6.0
Professor responsável
Ana Catarina Bernardino Baptista, João Paulo Miranda Ribeiro Borges
Horas
Semanais - 4
Totais - 56
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
A disponibilizar brevemente
Bibliografia
1. Buddy D. Ratner et. al (ed), Biomaterials Science - An introduction to Materials in Medicine, Academic Press, New York, (4th Ed.), 2020.
2. Z. Cui, Nanofabrication: Principles, Capabilities and Limits, Springer (2nd edition), 2017.
3. S. Thomas, R. Thomas, A. Zachariah, R. Kumar, Spectroscopic Methods for Nanomaterials Characterization, Volume 2, Elsevier (1st edition), 2017
4. S.K. Sharma, (Ed), Handbook of Materials Characterization, Springer (1st edition), 2018
5. Chu, P.K., Liu, X., (Eds.), Biomaterials Fabrication and Processing Handbook, CRC Press, 2008.
Método de ensino
As aulas teóricas serão apoiadas por slides de powerpoint.
As aulas práticas serão conduzidas em laboratório, onde os alunos realizarão atividades experimentais exploratórias dos temas abordados nas aulas teóricas.
Método de avaliação
A avaliação terá em conta uma componente teórico-prática (60 %) e uma componente prática (40 %)
- A avaliação da componente teórica-prática (TP) tem em conta os seguintes elementos:
- 2 testes (individual) - 45%
- 1 apresentação de um caso de estudo (Grupo) - 15%
- A avaliação da componente prática tem em conta os seguintes elementos
- 4 Questionários - 10% cada
Conteúdo
TP
1. Introdução aos materiais para aplicações médicas
2. Biomateriais sintéticos (biodegradáveis ou não) e naturais
a. Relações estrutura-composição-processamento-propriedades
b. Escolha de Biomateriais para aplicações médicas
3. Caracterização parte I: técnicas com excitação de radiação ionizante (XPS, AES, RBS, SIMS, XRD)
4. Caracterização parte II: microscopias (Confocal, SEM, (S)TEM e AFM)
5. Caracterização parte III: espectroscopias (Raman, elipsometria, FTIR, UV-VIS-NIR)
6. Introdução a nanofabricação e nanocaracterização
7. Nanofabricação usando técnicas bottom-up: crescimento de nanoestruturas por self-assembly e self-assembly guiado, deposição de camadas atómicas, crescimento de nanoestruturas por métodos de vapor e por processos de solução, alinhamento de nanoestruturas.
8. Nanofabricação usando técnicas top-down: visão geral sobre litografia óptica, por feixe de electrões e iões. Nanofabricação por replicação. Modificação de materiais por técnicas induzidas por laser: o exemplo do grafeno induzido por laser (LIG).
PL
- Síntese e caracterização de biovidro mesoporoso.
- Adsorção de uma proteína à superfície de um substrato de titânio.
- Preparação de micropartículas para aplicações médicas.
- Preparação de bioinks e tecnologias de bioprinting para aplicações biomédicas.