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)