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 sepermoleculares. 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
Prof. Dr. Leonardo Bruno Assis Oliveira

Projetos de Pesquisa

Título: Design e Modelagem Computacional de Nanomateriais Peptídicos
Resumo: Investiga a organização, estabilidade e propriedades físico-químicas de nanoestruturas formadas por peptídeos automontáveis em solução. Utiliza principalmente simulações de dinâmica molecular, combinadas a análises estruturais, energéticas e dinâmicas, para compreender os mecanismos que controlam a formação de nanomembranas, nanofibras e outros arranjos supramoleculares peptídicos. A linha busca contribuir para o design racional de materiais bioinspirados com potencial aplicação em nanotecnologia, biomateriais, transporte molecular e sistemas funcionais baseados em auto-organização. (Responsável: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira)
Título: Nanomateriais e Eletrólitos para Aplicações em Supercapacitores
Resumo: Objetiva o desenvolvimento racional de materiais e interfaces aplicáveis ao armazenamento eletroquímico de energia, com ênfase em supercapacitores. A linha envolve o estudo atomístico de eletrodos nanoestruturados, materiais bidimensionais e eletrólitos baseados em líquidos iônicos, buscando compreender a formação da dupla camada elétrica, a organização iônica em interfaces carregadas, a capacitância e os mecanismos de transporte de carga. São empregadas simulações computacionais, especialmente dinâmica molecular, para correlacionar composição, estrutura e desempenho eletroquímico, contribuindo para a proposição de dispositivos com maior eficiência, estabilidade e sustentabilidade. (Responsável: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira)
Título: Interação de Fármacos, Nanopartículas e Compostos Bioativos com Membranas Lipídicas
Resumo: Estuda, por meio de modelagem computacional e simulações atomísticas, a interação de fármacos, nanopartículas, peptídeos e compostos bioativos com membranas lipídicas e sistemas miméticos de membranas biológicas. A linha busca caracterizar mecanismos de adsorção, inserção, afinidade molecular, estabilidade de membranas e efeitos da composição lipídica, incluindo a presença de colesterol e outros componentes estruturais. Os resultados contribuem para a compreensão de processos associados à permeação, encapsulamento, transporte e liberação de moléculas bioativas, com possíveis aplicações no desenvolvimento de nanocarreadores, formulações lipossomais e sistemas de entrega controlada de fármacos. (Responsável: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira)
Título: Líquidos Iônicos: Estrutura, Dinâmica e Aplicações em Sistemas Moleculares Funcionais
Resumo: Investiga líquidos iônicos em diferentes ambientes moleculares, incluindo sistemas puros, hidratados, confinados e em contato com interfaces nanoestruturadas. A linha tem como foco a relação entre composição química, organização estrutural, interações intermoleculares, propriedades dinâmicas e comportamento termodinâmico desses materiais. São estudados líquidos iônicos convencionais, biocompatíveis e derivados de aminoácidos, visando compreender seu papel como eletrólitos, solventes funcionais, agentes estabilizadores e componentes de materiais avançados. A abordagem computacional permite identificar descritores moleculares relevantes para o design de líquidos iônicos com propriedades ajustáveis para aplicações em energia, catálise, separação e nanotecnologia. (Responsável: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira)
Título: Absorção, Captura e Transformação de CO₂ em Sistemas Moleculares e Líquidos Iônicos
Resumo: Dedica-se ao estudo de mecanismos moleculares associados à absorção, captura e possível transformação de dióxido de carbono em sistemas baseados em líquidos iônicos e materiais funcionais. A linha busca compreender como interações específicas entre CO₂, cátions, ânions, água e solventes influenciam a capacidade de absorção, seletividade, estabilidade e regenerabilidade desses sistemas. Utiliza métodos de modelagem computacional, incluindo dinâmica molecular e cálculos de estrutura eletrônica, para orientar o desenvolvimento de materiais mais eficientes e sustentáveis para separação gasosa, captura de carbono e aplicações ambientais relacionadas à mitigação de emissões de CO₂. (Responsável: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira)
Título: Estudo das propriedades ópticas não lineares de compostos orgânicos em fase cristalina, ou em meio solvente. (Responsável: Prof. Dr. 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: Prof. Dr. 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: Prof. Dr. Renato Borges Pontes)

Discentes Atuais

Esequias de Oliveira Coelho Júnior (doutorado) - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
Henrique de Araújo Chagas (doutorado) - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
Karinna Mendanha Soares (doutorado) - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
Lucas de Sousa Silva (doutorado) - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
Gabriel Nunes Fernandes (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Herbert de Castro Georg
Edson Miranda Marques (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Renato Borges Pontes
Maickol Andrei Mendonça Rios (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Renato Borges Pontes
Pedro Cândido da Silva (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Renato Borges Pontes
Augusto César de Jesus (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
João Victor de Brito Costa (mestrado) - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca

Egressos

- Mestrado

1996 - Renato Medeiros - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
1998 - Marcello Ferreira da Costa - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
1999 - Eduardo de Paula Abreu - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2000 - Solemar Silva Oliveira - orientador: Prof. Dr. Francisco Aparecido Pinto Osório
2003 - Heibbe Cristhian Benedito - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2003 - Robmar Bruno de Almeida - orientador: Prof. Dr. Francisco Aparecido Pinto Osório
2004 - Cristiano de Siqueira Esteves - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2004 - Ormezindo Parreira de Andrade - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2006 - Renato Pessoa Vale - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2007 - Emílio Santiago Naves - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2009 - Adriano da Silva Dutra - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2009 - Leonardo Bruno Assis Oliveira - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2010 - Orlei Luiz dos Santos - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2011 - Leonardo Martins de Abreu - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2011 - Luizmar Adriano Júnior - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2014 - Idney Resplandes Brandão Leite - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2014 - Orlando José Silveira Júnior - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2015 - Andres Medina Herrera - orientador: Prof. Dr. Herbert de Castro Georg
2015 - Luan da Silva Feitoza - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2015 - Suélio Marques da Silva Filho - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2016 - Danillo Pires Valverde - orientador: Prof. Dr. Herbert de Castro Georg
2016 - Leandro Rezende Franco - orientador: Prof. Dr. Herbert de Castro Georg
2022 - Esequias de Oliveira Coelho Júnior - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
2022 - Rafael de Siqueira Vinhal - orientador: Prof. Dr. Francisco Aparecido Pinto Osório
2023 - Henrique de Araújo Chagas - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
2023 - Karinna Mendanha Soares - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
2025 - Lucas de Sousa Silva - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
2026 - Murilo Benedito Martins Ferreira - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca

- Doutorado

2012 - Guilherme Colherinhas de Oliveira - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2013 - Emílio Santiago Naves - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2015 - Leonardo Bruno Assis Oliveira - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2016 - Orlei Luiz dos Santos - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2017 - Leonardo Martins de Abreu - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2017 - Luizmar Adriano Júnior - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2018 - Elber Magalhães Torres - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2019 - Carlos Eduardo Silva - orientador: Prof. Dr. Renato Borges Pontes
2019 - Idney Resplandes Brandão Leite - orientador: Prof. Dr. Tertius Lima da Fonseca
2019 - Suélio Marques da Silva Filho - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2020 - Daniel Fonseca de Souza - orientador: Prof. Dr. Renato Borges Pontes
2020 - Luan da Silva Feitoza - orientador: Prof. Dr. Marcos Antônio de Castro
2021 - Eyber Domingos Alves - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
2022 - Douglas Xavier de Andrade - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
2023 - Éder Dourado dos Santos - orientador: Prof. Dr. Herbert de Castro Georg
2024 - Elias Rafael de Sousa - orientador: Prof. Dr. Guilherme Colherinhas de Oliveira
2024 - Renato Medeiros - orientador: Prof. Dr. Francisco Aparecido Pinto Osório

Seção atualizada em 02/04/2026, por Douglas Arrais Melo.

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