Plano de Estudos

Engenharia de Cristais -Design de compostos multicomponentes EC-Dcm

Contextos

ECTS

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

Os materiais cristalinos são a base de uma grande variedade de produtos com alto valor acrescentado. A sua produção com propriedades ajustadas a uma dada aplicação, por processos simples e ambientalmente sustentáveis, é o objetivo central da Engenharia de Cristais, uma disciplina que tem vindo a emergir recentemente com grande impacto na química moderna. Em Engenharia de Cristais desenham-se e concretizam-se experimentalmente estratégias de síntese supramolecular para tentar obter de modo controlado e reprodutível estruturas cristalinas em que a organização das moléculas, o chamado empacotamento cristalino, é o mais adequada para conferir ao produto final as propriedades ótimas para a aplicação pretendida (e.g. um fármaco eficaz). A presente UC pretende dar aos estudantes as bases da Engenharia de Cristais, cujo alcance se estende a setores tão importantes como o farmacêutico, agrícola, alimentar, militar, polímeros, catlisadores, ou fotoeletrónica.

Programa

Introdução à Engenharia de Cristais : história, príncipios fundamentais e cristalografia de raios-X. Interações intermoleculares : ligações de hidrogénio, interações de Van der Waals e ligações de halogénio. Design de cristais com base na noção de sintão. Técnicas de síntese de cristais: cristalização a partir de solução, mecanoquímica e técnicas de microondas. Classificação dos sistemas cristalinos e uso de técnicas de caracterização para determinação do empacotamento supramolecular. Estabilidade de cristais: aspectos cinéticos e termodinâmicos. Polimorfismo: definição, caracterização e exemplos da importância do seu controlo em indústrias de química fina (e.g. farmacêutica). Cristais multicomponentes: classificação e nomenclatura, soluções sólidas, solvatos e cocristais; Métodos de obtenção e processamento de sólidos orgânicos com vista à modulação das suas propriedades. Sólidos metalo-orgânicos e as suas técnicas de síntese.

Método de Avaliação

Avaliação do projeto desenvolvido nas aulas teórico-práticas sobre o tema selecionado. Do projeto selecionado, resultará um poster e a apresentação oral por todos os elementos do grupo (50%). A avaliação final compreende ainda um exame/testes (50%) (incluindo eventualmente questões de escolha múltipla).

Carga Horária

Bibliografia

Principal

• Crystal engineering a textbook: Gautam R Desiraju, Jagadese J Vittal, Arunachalam Ramanan 2011 World Scientific

Secundária

• Frontiers in Crystal Engineering: Edward R.T. Tiekink, Jagadese J. Vittal 2006 John Wiley & Sons Ltd
• Pharmaceutical Crystals, Science and Engineering: Tonglei Li, Alessandra Mattei 2019 John Wiley & Sons, Inc.

Disciplinas de Execução

2026/2027 - 1 Semestre