Máster en Nanociencia y Nanotecnología

PARTE 1. FÍSICA Y QUÍMICA EN LA NANOESCALA UNIDAD DIDÁCTICA 1. NIVEL NANOSCÓPICO Introducción a la nanoescala Caracterización en la nanoescala - Espectroscopia aplicada a estudios en nanociencia - Nanoscopias Tecnología a nanoescala - Nanociencia - Nanotecnología - Diferencias entre nanociencia y nanotecnología UNIDAD DIDÁCTICA 2. FÍSICA Y QUÍMICA Comparación de la física y la química Mecánica clásica - Aproximaciones de la mecánica clásica - Principios básicos Mecánica cuántica - Relatividad y mecánica cuántica Nanomateriales - Identificar nanomateriales - Medir la exposición a nanomateriales - Evaluar riesgos derivados de los nanomateriales UNIDAD DIDÁCTICA 3. MATERIA Y PARTÍCULAS Materia - Propiedades de la materia - Estados de la materia - Cambios de estado Partículas - Tipos de partículas - Partículas elementales - Tabla periódica Enlaces atómicos UNIDAD DIDÁCTICA 4. BIOLOGÍA MOLECULAR Y OTRAS CIENCIAS Biología molecular Base molecular de la vida Compuestos orgánicos - La estructura del ADN - Características de un compuesto orgánico - Diferencias entre Compuestos Orgánicos y Compuestos Inorgánicos Nanobiología UNIDAD DIDÁCTICA 5. FUNDAMENTOS DE LA NANOTECNOLOGÍA Aplicaciones de la nanotecnología - Tipos de nanotecnología - Ejemplos y aplicaciones de la nanotecnología - La nanotecnología en el futuro La nanotecnología en el día a día El tamaño y su efecto en las propiedades de los nanosistemas UNIDAD DIDÁCTICA 6. NANOMÁQUINAS Y NANOESTRUCTURAS Nanodispositivos - Historia - Aplicaciones de los nanodispositivos Nanoestructuras Motores moleculares y nanomáquinas Bionanotecnología PARTE 2. NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA UNIDAD DIDÁCTICA 1. CULTURA INNOVADORA Y CULTURA EMPRESARIAL La innovación - Modelos de innovación Cultura empresarial - Modelos de cultura empresarial Cultura innovadora UNIDAD DIDÁCTICA 2. INNOVACIÓN Y PROSPECTIVA TECNOLÓGICA Tecnología Tipos de tecnologías Innovación tecnológica en la empresa - Principales características y tecnologías de la prospectiva económica - Técnicas más empleadas en el proceso de prospección económica UNIDAD DIDÁCTICA 3. ACERCAMIENTO A LA NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA ¿Qué es la nanotecnología? - Significado de nano Historia de la nanotecnología Orígenes de la nanotecnología UNIDAD DIDÁCTICA 4. EVOLUCIÓN DE LA MICROSCOPIA Microscopia óptica y electrónica Microscopio de campo cercano (SPM) - Microscopio de Efecto Túnel (STM) - Microscopio de Fuerzas Atómicas (AFM) - Problemas del microscopio de campo cercano Manipulación de la materia con microscopios UNIDAD DIDÁCTICA 5. APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA Nanomateriales Nanoelectrónica Nanobiotecnología y nanomedicina Nanotecnología como proceso El nano-mercado UNIDAD DIDÁCTICA 6. UNIÓN DE CONOCIMIENTOS Olas de desarrollo y conocimiento La convergencia de conocimientos El papel de la nanotecnología en el desarrollo sostenible Introducción de la nanotecnología en la cultura PARTE 3. NANOMATERIALES: PREPARACIÓN, PROPIEDADES Y APLICACIONES UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A LOS NANOMATERIALES Nanomateriales: Definiciones y conceptos básicos - Identificación de nanomateriales - Exposición a nanomateriales Métodos de caracterización de nanomateriales - Microscopía electrónica - Microscopía de proximidad Tipos de nanomateriales - Nanocompuesto - Nanopartículas - Nanotubos - Materiales nanoporosos - Nanocopas - Nanoestructuras biológicas Uso de nanomateriales - Sensores - Heteroestructuras magnetoresistivas: electrónica de espín - Catálisis y separación - Nanoelectrónica - Otras aplicaciones UNIDAD DIDÁCTICA 2. CLASES DE NANOMATERIALES Clasificación de los nanomateriales Nanomateriales 0D - Virus: estructura y propiedades Nanomateriales 1D - Introducción a los nanotubos de carbono - Aplicaciones biológicas de los NTC's Nanomateriales 2D - Grafeno: el primer ejemplo de nanomaterial 2D - Nanomateriales 2D inorgánicos UNIDAD DIDÁCTICA 3. PREPARACIÓN Y APLICACIÓN DE LOS NANOMATERIALES Nanomateriales: procedimiento de obtención Producción de nanomateriales - Métodos de síntesis de nanopartículas - Incorporación del nanomaterial al producto intermedio o final - Utilización profesional de productos que contienen nanomateriales - Eliminación de residuos - Operaciones de mantenimiento Herramientas y técnicas Nanocompuestos poliméricos Aplicaciones de los nanomateriales - Nanotecnología aplicada al envasado de alimentos - Nanotecnología aplicada a la administración de fármacos - Nanotecnología aplicada a la terapia del cáncer UNIDAD DIDÁCTICA 4. SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO CON NANOMATERIALES Riesgos relacionados con los nanomateriales - Riesgos para la salud - Riesgos para la seguridad Evaluación de riesgos - Identificación de peligros - Estimación y valoración de los riesgos - Actualización y revisión de la evaluación de riesgos Métodos cualitativos de evaluación Medidas preventivas - Prevención en la fase de diseño - Medidas de prevención y protección - Gestión de residuos Equipos de protección individual - Equipos de protección respiratoria - Protección ocular - Ropa de protección - Guantes de protección PARTE 4. NANOTECNOLOGÍA FARMACÉUTICA UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A LA NANOTECNOLOGÍA FARMACÉUTICA Nanomedicina - Del metro al nanómetro - Potencial de la nanomedicina Nanotecnología farmacéutica - Nanosistemas de liberación de fármacos Formas galénicas - Formas sólidas - Formas líquidas - Soluciones gaseosas Administración de fármacos UNIDAD DIDÁCTICA 2. NANOSISTEMAS TERAPÉUTICOS Nanofarmacia Área de nanosistemas terapéuticos - Nanofarmacología - Nanomedicina Liberación de fármacos - Formas farmecéuticas de liberación modificada (FLM) - Ventajas teóricas de las FLM Excipientes y biomateriales - Tipos de biomateriales - Biopolímeros UNIDAD DIDÁCTICA 3. INDUSTRIA MÉDICA Y FARMACÉUTICA DE LOS NANOSISTEMAS TERAPÉUTICOS Nanomedicinas en el mercado - Proceso de comercialización de los medicamentos - Nanomedicinas comercializadas Nanodiagnóstico mediante quantum dots - Sintetizar un Punto Cuántico - Puntos cuánticos en Biomedicina Técnicas convencionales para la detección de microorganismos Sensores químicos Técnicas de amplificación de ADN Aplicación clínica de la terapia génica - Terapia génica ex vivo - Terapia génica in vivo UNIDAD DIDÁCTICA 4. NANOTECNOLOGÍA FARMACÉUTICA Y DESARROLLO DE MEDICAMENTOS Nanotecnologías aplicadas a los productos farmacéuticos Abordaje de la enfermedad - Los virus y la nanomedicina Farmacoterapia actual y desarrollo de medicamentos - Creación de un medicamento - Proceso LADME Dosificación - Dosis habituales. Márgenes terapéuticos. - Individualización de la dosis - Detección de problemas en la dosificación Métodos para mejorar la acción de los fármacos UNIDAD DIDÁCTICA 5. AVANCES EN NANOFARMACOTERAPIA Nanoterapias en el campo de la biomedicina - Los avances más prometedores en el campo de la nanoterapia - Nanopartículas aprobadas actualmente para su uso en clínica Ensayos clínicos - Polímeros - Micelas - Liposomas - Proteínas - Nanocristales - Partículas inorgánicas Futuro de los nanomedicamentos - Nanomateriales nuevos - Teranóstica y nanomedicina personalizada Conclusiones y perspectivas futuras PARTE 5. ELECTRÓNICA MOLECULAR Y NANOMAGNETISMO UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA MOLECULAR Clasificación de compuestos orgánicos - Moléculas orgánicas naturales. - Moléculas orgánicas artificiales. Escala molecular Hamiltoniano molecular Aproximación de Born-Oppenheimer UNIDAD DIDÁCTICA 2. TÉCNICAS EMPLEADAS EN ELECTRÓNICA MOLECULAR Medios Técnicas Espectroscopia molecular - Regiones del espectro y tipos de espectroscopias - Espectroscopia de rotación - Espectroscopia de vibración - Espectroscopia electrónica - Espectroscopia fotoelectrónica Inconvenientes UNIDAD DIDÁCTICA 3. INVESTIGACIÓN DE NANOESTRUCTURAS MAGNÉTICAS Nanoescala Nanoestructuras Propiedades magnéticas de los materiales - Imanes - Fuerzas magnéticas Nanoestructuras magnéticas - Primeras aplicaciones - Ciencias de la vida y biotecnología UNIDAD DIDÁCTICA 4. MOLÉCULAS DIATÓMICAS Términos espectostrópicos moleculares Estados electrónicos de moléculas diatómicas homonucleares - Molécula de H2: - Molécula de He2 - Molécula de N2 - Molécula de O2: Moléculas diatómicas heteronucleares UNIDAD DIDÁCTICA 5. MÉTODOS DE COMBINACIÓN LINEAL Tipos de Orbitales Teoría del Enlace de Valencia Método de los Orbitales Moleculares Método de interacción de configuraciones (CI) UNIDAD DIDÁCTICA 6. NANOMATERIALES Identificación de los nanomateriales Medición Riesgos - Riesgos a la salud - Efectos medioambientales - Evaluación de riesgos UNIDAD DIDÁCTICA 7. NANOMAGNETISMO Tipos Síntesis - Co-precipitación - Descomposición térmica - Microemulsión - Síntesis de pulverización de la llama Aplicaciones PARTE 6. LABORATORIO QUÍMICO UNIDAD DIDÁCTICA 1. LA INDUSTRIA QUÍMICA Conceptos básicos en industria química - Características de la industria química Evolución de los productos químicos y de procesos de fabricación Ejemplos característicos de la industria química La energía en la industria química - Combustibles fósiles - Energías alternativas - Energía nuclear de fisión - Reciclado químico de residuos plásticos y concepto de economía circular Diseño de reactores químicos - Diseño de reactores ideales - Tipos de reactores ideales UNIDAD DIDÁCTICA 2. MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS QUÍMICOS Introducción a las materias primas y los productos químicos Materias primas - Materias primas básicas - Materias primas intermedias Pictogramas e indicaciones de las etiquetas de productos químicos - Clasificación de los productos químicos - Frases de riesgo y seguridad - Normativa de aplicación relacionada con el etiquetado - Etiquetado de sustancias y mezclas peligrosas Características y denominación de los productos y reactivos químicos más comunes UNIDAD DIDÁCTICA 3. EQUIPOS Y MATERIALES DEL LABORATORIO QUÍMICO Estructura típica de un laboratorio. Mobiliario de laboratorio Aparatos de un laboratorio químico - Pipetas y material volumétrico. Tipos y mantenimiento - Balanzas Materiales de laboratorio químico - Tipos de materiales de laboratorio - Sistemas de clasificación y ordenación de materiales y reactivos UNIDAD DIDÁCTICA 4. OPERACIONES AUXILIARES DEL LABORATORIO QUÍMICO Sistemas de calefacción - Calentamiento directo - Calentamiento indirecto Sistemas de refrigeración en el laboratorio - Formas de obtención de bajas temperaturas - Mezclas frigoríficas - Máquinas frigoríficas - Mantenedores de frío Sistemas de producción de vacío en el laboratorio Tratamiento de agua para su uso en el laboratorio Instrumentos para la realización de análisis químicos Equipos para la separación de mezclas Procedimientos para la preparación y acoplamiento de materiales y equipos UNIDAD DIDÁCTICA 5. PREPARACIÓN DE REACTIVOS Y MUESTRAS PARA UN ANÁLISIS QUÍMICO Preparación de disoluciones y diluciones - Clasificación de muestras y analitos - Tamaño de muestras y nivel de analito - Límite de detección Clasificación de reactivos químicos Mantenimiento, preparación y uso de equipos de laboratorio químico - Errores determinados e indeterminados - Ensayos estadísticos y análisis de errores - Cálculo de incertidumbre - Trazabilidad Calibración de equipos - Norma ISO 17025 UNIDAD DIDÁCTICA 6. ANÁLISIS QUÍMICO CUALITATIVO Y CUANTITATIVO Pruebas cualitativas inorgánicas y orgánicas - Técnicas separativas - Tiempo y temperaturas de digestiones - Polaridad - Medida de pH Aplicación de los métodos volumétricos de análisis - Neutralización - Oxidación-reducción - Precipitación - Formación de complejos Empleo de los métodos gravimétricos de análisis - Aplicaciones de las gravimetrías Elaboración de informes - Técnicas de documentación y comunicación - Bases metodológicas de la elaboración de informes UNIDAD DIDÁCTICA 7. FENÓMENOS DEL TRANSPORTE QUÍMICO Introducción a los fenómenos de transporte Transferencia de cantidad de movimiento - Propiedades generales de los fluidos - Ley de Newton de la viscosidad - Operaciones básicas en ingeniería química basadas en el transporte de cantidad de movimiento Transferencia de energía y calor - Mecanismos de transmisión de calor - Intercambiadores de calor - Operaciones básicas en ingeniería química basadas en el transporte de cantidad de movimiento - Balance de energía Transferencia de materia - Primera y segunda ley de Fick - Balance de materia - Operaciones básicas en ingeniería química basadas en el transporte de materia UNIDAD DIDÁCTICA 8. TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS Introducción en la tecnología de membranas - Principio de ósmosis - Clasificación de los procesos de separación mediante membranas de acuerdo al tamaño de poro - Ventajas de la separación por membranas - Flujo frontal y flujo tangencial Tipos de membrana y módulos de filtración - Transporte a través de membranas porosas: flujo capilar - Transporte a través de membranas densas: modelo de disolución-difusión - Configuraciones de membrana Fenómenos limitantes - Concentración de polarización - Fouling o ensuciamiento Aplicaciones - Electrodiálisis y sus aplicaciones - Ósmosis inversa y desalinización de agua de mar - Biorreactores de membrana para la reutilización de aguas residuales urbanas - Desinfección y esterilización - Permeación de vapor: tratamiento de compuestos volátiles en emisiones UNIDAD DIDÁCTICA 9. TECNOLOGÍA DE PARTÍCULAS Introducción a la tecnología de partículas - Formas de las partículas - Tamaño de partículas - Cambios de tamaño - Asociación entre partículas Operaciones con partículas sedimentales - Sedimentación como técnica de separación - Agregados de partículas y procesos de floculación - Fluidización de sólidos Operaciones con partículas no sedimentales (nieblas) - Filtro de mangas - Precipitadores electroestáticos - Lavadores de gases o Scrubbers Aplicaciones - Fabricación de fertilizantes - Sedimentación para el tratamiento de aguas residuales - Extracción de aceites de semillas oleaginosas UNIDAD DIDÁCTICA 10. TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS Trazabilidad y seguridad alimentaria - Responsabilidades - Análisis de peligros y puntos de control críticos (APPCC) Biotecnología y alimentos prebióticos, probióticos, simbióticos y enriquecidos - Microorganismos y alimentos fermentados - Uso de microorganismos fermentadores - Biotecnología de probióticos - Biotecnología de prebióticos - Biotecnología en alimentos simbióticos - Biotecnología en alimentos enriquecidos Contaminación de alimentos mediante microrganismos y su control - Origen de la contaminación de los alimentos - Técnicas de conservación de alimentos Técnicas bioquímicas para garantizar la seguridad alimentaria UNIDAD DIDÁCTICA 11. SEGURIDAD EN EL ALMACÉN DE PRODUCTOS QUÍMICOS Introducción a conceptos básicos - Operaciones en el almacén - Almacenamiento de productos peligrosos Instalaciones de seguridad - Identificación y clasificación de peligros y riesgos asociados - Análisis de riesgos Operaciones y mantenimiento Revisiones periódicas Símbolos e indicadores de peligro