2024
Materiais Funcionais
Nome: Materiais Funcionais
Cód.: QUI13527M
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica:
Química
Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
O objetivo da UC é fornecer uma visão geral dos materiais funcionais e destacar as suas aplicações, em particular nas áreas da medicina, biologia, energia e ambiente. Será dada particular enfase aos aspetos da relação entre a estrutura, respetivas propriedades e modo de atuação.
A unidade curricular permitirá a aquisição das seguintes competências: a) conhecer os princípios fundamentais da química aplicados a estes materiais; b) associar a grande variedade de tipos de materiais existentes com a respetiva aplicação; c) compreender a importância materiais funcionais no contexto dos desafios societais atuais; d) capacidade de planear e efetuar trabalhos experimentais nesta área; e) pesquisar, compilar informação relevante e apresentar trabalhos realizados no âmbito dos conteúdos programáticos; f) integração em investigação.
A unidade curricular permitirá a aquisição das seguintes competências: a) conhecer os princípios fundamentais da química aplicados a estes materiais; b) associar a grande variedade de tipos de materiais existentes com a respetiva aplicação; c) compreender a importância materiais funcionais no contexto dos desafios societais atuais; d) capacidade de planear e efetuar trabalhos experimentais nesta área; e) pesquisar, compilar informação relevante e apresentar trabalhos realizados no âmbito dos conteúdos programáticos; f) integração em investigação.
Conteúdos Programáticos
Conceito de materiais funcionais. Visão geral dos materiais funcionais e suas aplicações.
Energia solar: células fotovoltaicas, termofotovoltaicas e fotoelectroquímicas. Síntese e design de corantes orgânicos como sensibilizadores para células solares (DSSCs).
Produção e armazenamento de hidrogénio: produção eletrolítica e métodos de armazenamento. Células de combustível: processamento de hidrocarbonetos e combustíveis alternativos. Baterias de ião lítio e supercondensadores.
Materiais para optoelectrónica e fotónica, materiais electro- e fotocrómicos, comutação molecular, materiais luminescentes.
Sensores químicos e biossensores. Síntese e design de fluoróforos para marcação de biomoléculas.
Materiais inteligentes para libertação controlada de fármacos e outras substâncias. Biomateriais.
Materiais para decomposição química e fotocatalítica de compostos orgânicos e remoção de poluentes.
Energia solar: células fotovoltaicas, termofotovoltaicas e fotoelectroquímicas. Síntese e design de corantes orgânicos como sensibilizadores para células solares (DSSCs).
Produção e armazenamento de hidrogénio: produção eletrolítica e métodos de armazenamento. Células de combustível: processamento de hidrocarbonetos e combustíveis alternativos. Baterias de ião lítio e supercondensadores.
Materiais para optoelectrónica e fotónica, materiais electro- e fotocrómicos, comutação molecular, materiais luminescentes.
Sensores químicos e biossensores. Síntese e design de fluoróforos para marcação de biomoléculas.
Materiais inteligentes para libertação controlada de fármacos e outras substâncias. Biomateriais.
Materiais para decomposição química e fotocatalítica de compostos orgânicos e remoção de poluentes.
Métodos de Ensino
O ensino assenta em aulas teóricas (T), teórico-práticas (TP) e práticas laboratoriais (PL). Nas aulas T são apresentados os conceitos sobre os conteúdos da UC seguindo uma metodologia essencialmente expositiva, mas com muitos momentos de discussão e interatividade. Nas aulas TP promove-se desenvolvimento e consolidação de competências, através da análise, debate e resolução de questões desafiadoras. Nas aulas PL será aplicada a matéria lecionada a situações práticas concretas, sempre que possível no âmbito de projetos de investigação. Os alunos são ainda incentivados a integrar e aplicar conhecimentos através de recolha de informação, análise e discussão de um tema selecionado no âmbito do programa.
A avaliação contínua é feita mediante a realização de provas de frequência (60%), desempenho laboratorial (20%) e análise e discussão de um tema selecionado (20%). No regime de avaliação final, o aluno realiza um exame (80%) a que se soma o desempenho laboratorial (20%).
A avaliação contínua é feita mediante a realização de provas de frequência (60%), desempenho laboratorial (20%) e análise e discussão de um tema selecionado (20%). No regime de avaliação final, o aluno realiza um exame (80%) a que se soma o desempenho laboratorial (20%).
Bibliografia
Atzori, M.; Artizzu F. (Eds) (2018) Functional Molecular Materials: An Introductory Textbook, Pan Stanford Publishing
Longo, E.; La Porta, F. (Eds) (2017) Recent Advances in Complex Functional Materials: From Design to Application, Springer
Tiwari, A.: Uzun, L. (Eds) (2015) Advanced Functional Materials. Advanced Materials Series, Scrivener Publishing & Wiley & Sons
Hardy, J. & Schacher, F. (Eds). (2015) Functional Metallosupramolecular Materials, RSC Publishing
Leclerc, M; Gauvin, R. (Eds) (2014) Functional Materials: For Energy Sustainable Development and Biomedical Sciences, Walter de Gruyter
A., Carmen & Concheiro, A. (Eds) (2013) Smart Materials for Drug Delivery Vol. 1 & 2. RSC Publishing
Kilner, J.; Skinner, S.; Irvine, S, Edwards, P. (Eds) (2012) Functional materials for sustainable energy applications. Woodhead Publishing Series in Energy: Number 35, Woodhead Publishing
Bhat, S.V. (2005) Biomaterials. 2nd Ed., Alpha Science International.
Longo, E.; La Porta, F. (Eds) (2017) Recent Advances in Complex Functional Materials: From Design to Application, Springer
Tiwari, A.: Uzun, L. (Eds) (2015) Advanced Functional Materials. Advanced Materials Series, Scrivener Publishing & Wiley & Sons
Hardy, J. & Schacher, F. (Eds). (2015) Functional Metallosupramolecular Materials, RSC Publishing
Leclerc, M; Gauvin, R. (Eds) (2014) Functional Materials: For Energy Sustainable Development and Biomedical Sciences, Walter de Gruyter
A., Carmen & Concheiro, A. (Eds) (2013) Smart Materials for Drug Delivery Vol. 1 & 2. RSC Publishing
Kilner, J.; Skinner, S.; Irvine, S, Edwards, P. (Eds) (2012) Functional materials for sustainable energy applications. Woodhead Publishing Series in Energy: Number 35, Woodhead Publishing
Bhat, S.V. (2005) Biomaterials. 2nd Ed., Alpha Science International.
