Estrutura Eletrônica de Moléculas, Líquidos e Sólidos

Descrição:

A linha de pesquisa em Estrutura Eletrônica de Moléculas, Líquidos e Sólidos dedica-se ao estudo teórico e computacional das propriedades ópticas, eletrônicas e estruturais de sistemas moleculares, biomoleculares e de materiais nanoestruturados. Investigamos as propriedades ópticas lineares e não lineares de compostos orgânicos em fase cristalina ou em solução, com ênfase no cálculo das primeiras e segundas hiperpolarizabilidades e das suscetibilidades de segunda e terceira ordem. Além disso, analisamos propriedades ópticas e químicas, incluindo espectros de emissão e absorção, descritores químicos globais, mapeamento eletrostático de moléculas e superfícies. No caso de cristais, o ambiente cristalino é simulado por meio do método sepermoleculres. Também desenvolvemos trabalhos em modelagem e simulação computacional voltados para a compreensão da estrutura eletrônica e das propriedades estruturais, dinâmicas, ópticas, elétricas, magnéticas e de transporte desses sistemas, bem como para o desenvolvimento de novos algoritmos que ampliem as capacidades de análise e predição em escala atômica e molecular.

Responsáveis:

Prof. Dr. Francisco Aparecido Pinto Osório
Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
Prof. Dr. Herbert de Castro Georg
Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
Prof. Dr. Renato Borges Pontes
Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca

Projetos de Pesquisa:

• Título: Design de Nanomateriais e Aplicações em Armazenamento de Energia via Dinâmica Molecular 
  Resumo: Objetiva o desenvolvimento racional de componentes de eletrólito e eletrodo para alcançar um equilíbrio adequado entre densidade de energia e potência em supercapacitores. É proposto o uso de dinâmica molecular e técnicas de aprendizado de máquina para otimizar o desempenho destes dispositivos. Duas linhas de interesse são sugeridas: uma focada na melhoria das propriedades do eletrólito, alterando sua composição e íons, e outra na busca por novos materiais 2D com propriedades exclusivas para melhorar a resposta elétrica do supercapacitor. Ambas as abordagens visam aumentar a capacitância específica do eletrodo e a área efetiva acessível ao eletrólito. (Responsável: Guilherme Colherinhas de Oliveira)
  
  
• Título: Sistemas Moleculares e suas Interações com Nanoestruturas Orgânicas:
  Resumo: Utiliza simulações computacionais para estudar nanoestruturas orgânicas em solução, determinando propriedades estruturais, energéticas e espectroscópicas que caracterizam processos físico-químicos destes materiais. Os sistemas estudados são relacionados à automontagem de peptídeo e à membranas formadas por lipídios e suas interações com fármacos e outros compostos. Busca compreender os processos envolvidos na estabilidade dessas estruturas contribuindo para o desenvolvimento de novos materiais com aplicações em áreas como a biomedicina. (Responsável: Guilherme Colherinhas de Oliveira)
  
  
• Título: Estudo das propriedades ópticas não lineares de compostos orgânicos em fase cristalina, ou em meio solvente. (Responsável: Francisco Aparecido Pinto Osório)
  
  
• Título: Simulações Computacionais ab initio aplicadas à materiais nanoestruturados
  Resumo: Este projeto de pesquisa visa aplicacao de simulacoes computacionais baseadas em metodos de primeiros princıpios em sistemas nanoestruturados com possıveis aplicacoes em dispositivos eletronicos. Estudos sistematicos das propriedades estruturais, eletronicas e de transporte de juncoes moleculares e nanofios metalicos serao realizados. (Responsável: Renato Borges Pontes)
  
  
• Título: Simulações Computacionais em Materiais Nanoestruturados: propriedades estruturais, eletrônicas e de transporte
  Resumo: Utilizando simulações computacionais de primeiros princípios pretendo estudar de forma sistemática as propriedades estruturais, eletrônicas e de transporte de nanomateriais com potencial para aplicação em dispositivos eletrônicos. O foco central será estudar os dispositivos moleculares compostos de moléculas orgânicas e biomoléculas, bem como as nanojunções bimetálicas. O efeito da interação dos sistemas com possíveis solventes também será considerado. Em resumo, o projeto visa efetuar a caracterização das propriedades mecânicas e de transporte dos dispositivos moleculares e das junções bimetálicas, o que seria um passo essencial para caracterizar eventuais aplicações tecnológicas. (Responsável: Renato Borges Pontes)

Estudantes Atuais:

• Em Construção

Egressos:

• Em Construção

(Atualizado em: 28/09/2025)