Biofísica e Física Farmacêutica

Objetivos

A unidade curricular de Biofísica e Física Farmacêutica tem como objetivo expor ao estudante um conjunto de conhecimentos estruturados e conceitos fundamentais de física e interligá-los com os fenómenos químicos e biológicos; desenvolver espírito crítico necessário à sua análise e interpretação; fornecer experiência básica no tipo de medições físicas que conduzem a resultados quantitativos de interesse para as Ciências Farmacêuticas.

 

Resultados de aprendizagem e competências
Pretende-se que os estudantes adquiram um conhecimento teórico de algumas leis básicas da Física que se relacionam de forma direta ou indireta com alguns aspetos das Ciências Farmacêuticas. Procura-se relacionar esses conceitos aplicando-os às diferentes áreas do curso, em particular à área da Biologia, Ciências do Medicamento e Química 

As aulas teórico práticas, tem como objetivo concretizar os conceitos dados nas aulas teóricas, estimulando a capacidade de raciocínio do estudante e a análise crítica dos resultados obtidos.

Nas aulas laboratoriais pretende-se que o estudante experiencie e aplique de forma prática, os conceitos  adquiridos na teórica estimulando a sua capacidade analítica.
No âmbito das competências transversais, esta Unidade Curricular tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento das seguintes:
- Competências Cognitivas: pensamento analítico, crítico, reflexivo e criativo;
- Competências Metodológicas: gestão de tempo, capacidade de resolução de problemas, capacidade de planeamento e competências digitais;
Competências Sociais: comunicação interpessoal e trabalho colaborativo.

Programa

1- Introdução

2- Radioactividade e radiações ionizantes.

a. Propriedades gerais

b. Decaimentos alfa, beta e gama. Lei do decaimento.

c. Energia libertada em processos nucleares

d. Efeitos biológicos de radiação ionizante

e. Radiação ionizante em medicina

3- Ondas

a. Som.

i. Propriedades gerais

ii. Intensidade acústica de som

iii. Interferência e difracção

iv. Ultrassons e sua aplicação

b. Luz

i. Propriedades gerais

ii. Interferência e difracção

iii. Resolução de um instrumento

iv. Polarização

v. Laser

vi. Espelhos e lentes. Olho humano e microscópio óptico

vii. Efeitos biológicos de radiação não ionizante

4- Electricidade

a. Leis de Ohm e Joule e análise de circuitos simples.

b. Electrofisiologia.

i. Potencial da membrana. Equilíbrio de Donnan

ii. Equação de Nernst-Planck e equação de Goldman.

iii. Bomba sódio-potássio

iv. Potencial da acção. Electrocardiograma

5- Fluidos

a. Estática.

b. Dinâmica de fluidos ideais - lei de Bernoulli

c. Escoamento de fluidos viscosos - lei de Poiseuille e sua aplicação

d. Escoamento laminar e turbulento. Lei de Stokes e sedimentação.

e. Fluidos não-Newtonianos e hemodinâmica

f. Difusão e leis de Fick.

6- Fenómenos de superfície.

a. Coesão e adesão. Superfícies e interfaces.

b. Tensão superficial e capilaridade. Lei de Laplace. Surfactantes.

c. Adsorção.

d. Sistemas Coloidais.

7- Trabalhos experimentais

Métodos de Ensino

O semestre será dividido em duas partes. Numa primeira parte as aulas serão todas Teóricas e Teórico-práticas dado que a turma é pequena e desta forma permite a realização de exercícios sempre que apropriado. Durante as aulas, e sempre que possível serão realizadas pequenas experiências/demonstrações que permitem enquadrar o tema abordado.Numa segunda fase as aulas serão todas práticas de laboratório. Desta forma evita-se que os alunos façam trabalhos experimentais antes de terem abordado o tema nas aulas T e TP. Prevê-se que esta segunda fase ocupe as 3 semanas finais do semestre.

Os trabalhos laboratoriais serão em grupos de 2 alunos e feitos de forma rotativa entre os estudantes.

Bibliografia

Tinoco Jr I., Sauer K., Wang J.C. , Puglisi J.D., Harbison G., Rovniak D., (2013)Physical Chemistry: Principles and Applications in Biological Sciences (5th edition), Upper Saddle River, New Jersey, Prentice Hall

Born, M., and Wolf, E. (2003) Principles of Optics, 7th edn, Oxford, UK, Pergamon Press.

Adamson A. W., Gast A.P., (1997) Physical Chemistry of Surfaces, 6th edition , New York , USA, A Wiley Interscience Publication, John Wiley &Sons, Inc

Atkins, P., Paula, J., (2012) Physical Chemistry for the Life Sciences, Oxford, UK, W. H. Freeman and Company

Tipler, P. A., Mosca, G (2000) Física para cientistas e engenheiros, rio de Janeiro, Brasil, Livros Técnicos e Científicos Editora

Halliday D., Resnick R., Walker J., (2005) Fundamentals of Physics (7th ed) New York , USA, Willey

Passhley R.M, Kaeraman M.E, (2005) APPLIED COLLOID AND SURFACE CHEMISTRY, Chichester UK, John Wiley & Sons Lda

Método de Avaliação