1. Processos para o Tratamento de Rejeitos Industriais e Remediação de Áreas Contaminadas: As águas residuais industriais, frequentemente, apresentam substâncias que, dependendo da natureza e/ou concentração, inviabilizam o seu descarte diretamente em corpos d'águas. No caso dos efluentes industriais, cabe ressaltar que a presença de determinadas substâncias químicas pode vir ainda a danificar os sistemas convencionais de tratamento de efluentes, demandando o desenvolvimento de processos inovadores que possibilitem o reuso da água na indústria ou, se lançados nos corpos d'água, que minimizem o impacto ambiental. Outro problema importante é a contaminação de solos por resíduos industriais, que nem sempre são tratados e/ou destinados de forma adequada, face aos elevados custos dos tratamentos usuais. Em solos contaminados por compostos orgânicos, por exemplo, utiliza-se o processo de combustão que, além de ter um custo elevado, gera subprodutos com toxicidade similar, ou maior, em relação aos poluentes originais.

2. Estudo de princípios e aplicações de radiação, visando o desenvolvimento da Ciência da Sustentabilidade: A natureza é composta de energia, seja sob a forma radiante ou sob a forma de matéria, a qual se manifesta em diferentes escalas, desde as partículas mais elementares, até núcleos, átomos e moléculas. A evolução destes sistemas fundamentais conduziu à vida e seu estudo permite o entendimento do planeta, foco maior da Ciência da Sustentabilidade. Neste contexto, estudos relacionados à radiação, investigando a sua natureza e as formas da sua interação com a matéria nos níveis molecular, atômico, nuclear ou das partículas elementares são os objetivos deste projeto. Especificamente, radiações envolvendo núcleos e partículas elementares serão analisadas, destacando-se: a) estudos sobre radiações em ambientes naturais, visando compreender os mecanismos ignitores da vida em relação direta com o universo b) a exposição e a identificação de moléculas em cenários astrofísicos c) efeitos de radiação de origem extraplanetária em ambientes naturais. Na escala atômica, diferentes aspectos da matéria serão abordados a partir da interação da radiação eletromagnética, levando em consideração efeitos quânticos e o estudo de aprisionamento de átomos. Em escalas moleculares, os estudos estarão direcionados a propriedades espectroscópicas e eletrônicas da matéria; utilização da luz em diagnóstico e terapia de doenças negligenciadas.

3. Estudos Fotoquímicos e da Produção de Espécies Altamente Reativas por Flavonóides Fitoalexínicos. Buscando Compreender Mecanismos Químicos de Resistência de Plantas à Patogenias: As fitoalexinas são produtos naturais, ausentes na planta sadia, acumulados temporariamente no local e nos arredores da infecção. Diversas classes de produtos naturais como compostos fenólicos, flavonóides e alcalóides têm sido descritas como fitoalexinas. Na biossíntese de flavonóides fitoalexínicos, o-metiltransferases catalisam a metilação na posição 7-O de flavonóides. Este projeto tem como objetivo central a realização de investigações sobre a química e fotoquímica de flavonóides e outros polifenóis fitoalexínicos e seus análogos não metilados, bem como estudos sobre a capacidade de geração de intermediários altamente reativos por estes compostos. As metas a ser atingidas são a compreensão da química e fotoquímica envolvidas na resistência de plantas à patogenias, mediada pela ação de fitoalexinas e, num último estágio, o desenvolvimento de novas estratégias exógenas de proteção das plantas em substituição aos defensivos agrícolas tóxicos atualmente empregados. O projeto tem clara conotação de proteção ambiental e agricultura sustentável.

1. Efeito dos quelantes de ferro deferoxamina (DFO) e mimosina na função de neutrófilos humanos.

2. Estudos químicos e bioquímicos da formação e ação de radicais livres e antioxidantes: Muitos processos fisiológicos e patológicos envolvem espécies químicas altamente reativas, como por exemplo, ânions radicais superóxido, peróxido de hidrogênio, óxido nítrico, peroxinitrito, radicais hidroxila, entre outras. Essas espécies apresentam papel central nesses processos. Disfunções mitocondriais levam a um aumento na produção de superóxido pelos complexos I e III da cadeia respiratória. A ativação do complexo enzimático NADPH oxidase promove o burst respiratório de leucócitos fagocíticos, havendo a produção de superóxido que, após dismutação, e na presença de mieloperoxidase, leva à formação da espécie reativa ácido hipocloroso. No tecido endotelial ocorre a formação do radical livre óxido nítrico envolvido no processo de vasodilatação. Durante o transporte de oxigênio pelas hemácias, há formação de superóxido e metahemoglobina. No catabolismo de bases púricas, há formação de superóxido e peróxido de hidrogênio durante a catálise promovida pela xantina oxidase. Associados a esses processos encontram-se sistemas antioxidante de natureza enzimática e não-enzimática que participam na sua regulação. Nosso objetivo, nessa linha de pesquisa, consiste na investigação de mecanismos moleculares de sistemas biológicos envolvendo espécies radicalares e sistemas antioxidantes. Diversas técnicas espectroscópicas, espectrométricas e eletroquímicas são utilizadas na identificação e quantificação das espécies radicalares e antioxidantes, destacando em particular a Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR)..

3. Moléculas Antioxidantes: Nesta linha temos por objetivo identificar e determinar o potencial antioxidante de compostos químicos de origem natural e sintética. Para a determinação da atividade e a capacidade antioxidante dos compostos, utilizam-se os seguintes métodos: TEAC, DPPH, FRAP, TRAP, ORAC, TBA, supressão de óxido nítrico, supressão de peróxido de hidrogênio, supressão de oxigênio singlete, supressão de superóxido e supressão de peroxinitrito.

1. Síntese assistida por luz visível de nanohíbridos de nanopartícula de prata/fotossebilizadores em matriz polimérica e sua aplicação sinérgica em fototerapia.

2. INCT 2014: em Eletrônica Orgânica INEO: projeto do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Eletrônica Orgânica (INEO) propõe formar uma rede que reúne pesquisadores com o objetivo de desenvolver Ciência e Tecnologia em Eletrônica Orgânica e em sistemas relacionados. O INEO proposto compreende mais de 40 grupos de pesquisa em diferentes áreas da Física, Química e Engenharia, resultando em uma rede capaz de enfrentar os desafios multidisciplinares da área de Eletrônica Orgânica e sistemas híbridos orgânicos-inorgânicos. Os principais objetivos do INEO estão listados abaixo neste formulário. Na pesquisa, a proposta divide-se em dois ramos. O ramo A é composto por projetos que envolvem materiais sintéticos orgânicos e filmes finos nanoestruturados. Os projetos relacionados visam estudos estruturais e morfológicos de filmes finos, estudos de fenômenos de transporte elétrico e de interfaces, propriedades ópticas dos materiais semicondutores orgânicos e híbridos, fabricação e caracterização de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos, bem como de tecnologias de eletrônica impressa. O ramo B trata de propriedades físico-químicas de moléculas biologicamente relevantes e o impacto sobre suas ações fisiológicas. O conhecimento básico do comportamento dos sistemas biomoleculares impulsiona o desenvolvimento de biossensores, dispositivos bioeletrônicos, sistemas de distribuição e controle de drogas e aplicações em Engenharia de Tecidos. O ramo C descreve as atividades de disseminação de conhecimento propostas dentro do INEO, as quais serão executadas por três subprojetos principais: (i) "CiênciaWeb"; (ii) Viajando com o ônibus do conhecimento; e (iii) Programa Futuro Cientista. Finalmente, as atividades do ramo D descrevem propostas em colaboração com empresas e setores públicos, o apoio dado pela universidade e suas agências de inovação e projetos relacionados à prospecção de oportunidades de aplicações industriais.

1. CDMF - Centro de desenvolvimento de materiais funcionais (CEPID).

2. Propriedades eletrônicas, estruturais e reatividade química de superfícies de materiais.

3. Propriedades físico-química de materiais nanoestruturados.

4. Estudo mecanístico de reações de transferência de oxigênio mediadas por peroxos complexos de metais de transição.

5. Estados eletrônicos superficiais induzidos no gap de banda do bulk do SnO2 por vacâncias de oxigênio ou átomos dopantes.

6. Estudo periódico de adsorção de pequenas moléculas sobre superfícies de óxidos.

1. Síntese assistida por luz visível de nanohíbridos de nanopartícula de prata/fotossensibilizadores em matriz polimérica e sua aplicação sinérgica em fototerapia: A crescente resistência de microrganismos a antibióticos e outros fármacos é um sério problema em todo o mundo. A recuperação destas infecções requer tratamentos usualmente associados com efeitos colaterais danosos e alto custo. Neste cenário, nanopartículas de prata (AgNP) têm sido utilizadas devido a sua potente atividade bactericida e a não indução de resistência no pós-tratamento. As AgNP também apresentam uma banda de absorção plasmônica que, quando combinada com moléculas fotosessibilizadoras (FS), promove a geração sinérgica de espécies reativas e oxigênio in situ potencializando seu efeito citotóxico. Apesar das vantagens, a combinação AgNP/FS é pouco explorada dada a dificuldade no controle do tamanho e forma das AgNP no seu processo sintético, o qual usualmente requer condições severas como o uso de fortes agentes redutores ou altas temperaturas. Neste aspecto, o presente projeto irá introduzir uma nova abordagem para a síntese das AgNP em solução aquosa, através do uso de luz visível e de copolímeros biocompatíveis como matriz para a síntese e estabilização das NP formadas. Neste processo as propriedades da AgNP são facilmente moduladas em uma síntese "um-pote" ecologicamente correta. Os polímeros servem como matriz para encapsular os nanohíbridos AgNP/FS a fim de potencializar suas aplicações antimicrobianas. Uma vez otimizada a síntese e propriedades dos nanohíbridos, seu potencial fotodinâmico será explorado. A partir deste ponto, uma ampla gama de aplicações se abrirão para futuros desenvolvimentos, como a produção de formulações em gel ou filmes, bem como aplicações biomédicas em diferentes patologias serão consideradas.

2. NCT 2014: em Eletrônica Orgânica INEO: O projeto do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Eletrônica Orgânica (INEO) propõe formar uma rede que reúne pesquisadores com o objetivo de desenvolver Ciência e Tecnologia em Eletrônica Orgânica e em sistemas relacionados. O INEO proposto compreende mais de 40 grupos de pesquisa em diferentes áreas da Física, Química e Engenharia, resultando em uma rede capaz de enfrentar os desafios multidisciplinares da área de Eletrônica Orgânica e sistemas híbridos orgânicos-inorgânicos.

1. Estudo computacional de eletrólitos e eletrodos para supercapacitores.

2. Estudo computacional de materiais com aplicação em armazenamento de energia: Devido a questões ambientais, novas fontes de energia que possam substituir a queima de combustíveis fósseis estão em franco desenvolvimento. Neste contexto, dispositivos de armazenamento de energia (baterias e supercapacitores) estão em amplo estudo. A busca de novos materiais e a compreensão detalhada em nível molecular destes dispositivos de armazenamento de energia são altamente desejadas. Neste sentido, este projeto tem como objetivos realizar simulações de Dinâmica Molecular de eletrólitos na interface com modelos de eletrodos aplicando-se voltagem e estudar propriedades estruturais e elétricas de diferentes eletrólitos na interface com eletrodos porosos. Simulações fora do equilíbrio serão realizadas para se estudar o mecanismo de carregamento dos supercapacitores com diferentes eletrólitos (líquidos iônicos, soluções de líquidos iônicos em solventes orgânicos, água em sal) e diferentes tipos de eletrodos (grafeno, óxido de grafeno e eletrodos mistos). Além disso, desenvolvimento e modificação de códigos de simulação serão realizados para o estudo envolvendo os eletrodos de óxido de grafeno e mistos.

1. Espectroscopia molecular de compostos de coordenação fenantrolínicos de conjugação estendida e avaliação preliminar de atividade fotovoltaica: Neste projeto, pretende-se investigar a Espectroscopia Molecular e em particular a Espectroscopia Raman ressonante de alguns compostos de coordenação contendo ligantes fenantrolínicos com vistas a aplicação em celas fotovoltaicas. O interesse se justifica pela obtenção de informações sobre a estrutura eletrônica destas espécies, protótipos de moléculas fundamentais de grande interesse em áreas como terapia fotodinâmica e geração de energia fotovoltaica. Para tanto, serão sintetizados e caracterizados três ligantes fenantrolínicos extendidos (phendxm, dpqdtzol e dpqqx) e os respectivos compostos de coordenação contendo Fe(II), Ru(II) e Zn(II). Estes compostos serão caracterizados por análise elementar, espectroscopia vibracional, eletrônica, 1H e 13C RMN, LC MS e voltametria cíclica. Depois, serão investigados pela espectroscopia Raman ressonante, para obter os perfis de excitação Raman o que permitirá identificar e caracterizar os grupos cromóforos. Em paralelo, serão realizados os cálculos ab initio para obter informações sobre atribuição vibracional e a estrutura eletrônica. Também se pretende comparar as informações obtidas pelos perfis de excitação Raman com as oriundas dos cálculos TD-DFT, as quais permitem prever não só o posicionamento e intensidade, como também os grupos de orbitais moleculares envolvidos na transições eletrônicas. Na medida em que os complexos forem sintetizados e caracterizados, serão aplicados em células solares do tipo DSSC, a fim de avaliar seu potencial de geração de energia, sendo que deverão ser avaliados os parâmetros como voltagem de circuito aberto, corrente de curto-circuito, durabilidade e resistência ao stress.

1. Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico.

2. Interfaces nanoestruturadas para a investigação de substâncias bioativas em modelos de membrana celular e para a construção de dispositivos optoeletrônicos enzimáticos.

3. NCT 2014: em Eletrônica Orgânica INEO.

1. Espectroscopia molecular de compostos de coordenação fenantrolínicos de conjugação estendida e avaliação preliminar de atividade fotovoltaica: Neste projeto, pretende-se investigar a Espectroscopia Molecular e em particular a Espectroscopia Raman ressonante de alguns compostos de coordenação contendo ligantes fenantrolínicos com vistas a aplicação em celas fotovoltaicas. O interesse se justifica pela obtenção de informações sobre a estrutura eletrônica destas espécies, protótipos de moléculas fundamentais de grande interesse em áreas como terapia fotodinâmica e geração de energia fotovoltaica.

2. Espectroscopia e estrutura molecular de compostos de coordenação de conjugação estendida.

3. Processos eletrônicos em compostos de coordenação de conjugação estendida: uma abordagem integrada entre espectroscopia e estrutura molecular.

(Sem linhas de pesquisa informadas pelo professor na plataforma Lattes)