Atividades de pesquisa

Palavras-chave:

  • Desenho Computacional de Nanomateriais
  • Modelagem e Simulação Molecular Nanomateriais para Remediação Ambiental
  • Desenho Racional de Fármacos
  • Desenho de Fármacos Baseado em Fragmentos
  • Desenho de novo
  • Docagem Molecular
  • Polimorfismo de Sólidos Farmacêuticos
  • Cristalografia Quântica

Descrição:

  • Desenho Computacional e Caracterização de Nanoestruturas

A pesquisa concentra-se em múltiplas escalas de investigação, desde interações em nível atômico até propriedades de materiais em massa, incorporando aspectos estáticos e dinâmicos do comportamento dos materiais. Utilizando recursos computacionais de alto desempenho e metodologias teóricas avançadas, o trabalho visa compreender estruturas eletrônicas, propriedades superficiais, reatividade e mecanismos de interação de várias nanoestruturas. Isso inclui estudos detalhados de diferentes estruturas topológicas como nanotubos, nanofitas, nanoanéis, nanofitas de Möbius, etc.

Um aspecto fundamental desta pesquisa é sua aplicação direta aos desafios ambientais, incluindo purificação de água, melhoria da qualidade do ar e remediação do solo. O trabalho abrange o desenvolvimento de novos protocolos computacionais para estudar mecanismos de adsorção, processos catalíticos e vias de degradação de poluentes. Atenção especial é dada à compreensão dos fenômenos de interface, cruciais para aplicações ambientais. Para sistemas periódicos, a pesquisa emprega métodos cristalográficos avançados para analisar propriedades em massa, características superficiais e comportamento de defeitos. Isso inclui cálculos detalhados de estrutura de bandas, análise de densidade de estados e investigação de propriedades de transporte eletrônico.

O componente de cristalografia quântica fornece insights profundos sobre distribuições de densidade eletrônica e ligações químicas, essenciais para entender o comportamento do material em escala atômica. O objetivo final é preencher a lacuna entre o entendimento teórico e as aplicações práticas, fornecendo orientação para o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes de remediação ambiental. Isso inclui a previsão de novos materiais com propriedades aprimoradas, otimização de sistemas existentes e desenvolvimento de abordagens inovadoras para desafios ambientais. Esta linha de pesquisa mantém fortes conexões com grupos experimentais e parceiros industriais, garantindo que as previsões teóricas possam ser validadas e implementadas em aplicações do mundo real. O trabalho contribui tanto para a ciência fundamental quanto para o avanço tecnológico, com impactos potenciais variando desde métodos aprimorados de tratamento de água até sistemas catalíticos mais eficientes para purificação do ar.

  • Desenho Computacional de Fármacos e Modelagem Molecular

Esta linha de pesquisa concentra-se na integração de vários métodos computacionais para descoberta e otimização de fármacos. Através do design racional de fármacos, o trabalho envolve o estudo das propriedades estruturais e químicas de proteínas-alvo para desenvolver ligantes específicos com efeitos terapêuticos desejados. A abordagem baseada em fragmentos decompõe o processo de design identificando e otimizando pequenos fragmentos moleculares que podem ser combinados em candidatos a fármacos eficazes. O design de novo utiliza algoritmos computacionais para gerar novas estruturas moleculares do zero, considerando sítios de ligação alvo e viabilidade química. Estudos de docagem molecular avaliam e preveem modos de ligação e afinidades entre candidatos a fármacos e alvos biológicos, permitindo a triagem de grandes bibliotecas de compostos e otimização de moléculas líderes. Esta abordagem abrangente combina métodos baseados em física, aprendizado de máquina e quimioinformática para acelerar processos de descoberta de fármacos, reduzindo custos experimentais. 

  • Microgeração de Energia para Comunidades Sustentáveis

A microgeração de energia envolve a produção de energia em pequena escala, frequentemente para residências individuais ou comunidades locais, utilizando fontes renováveis. A pesquisa nesta área explora o desenvolvimento e otimização de tecnologias como painéis solares, pequenas turbinas eólicas e sistemas de bioenergia adaptados para microgeração. Estes estudos focam na criação de soluções eficientes e economicamente viáveis que capacitem as comunidades a gerar sua própria energia de forma sustentável, reduzindo a dependência de sistemas de rede de grande porte e, consequentemente, minimizando as pegadas de carbono. As simulações computacionais desempenham um papel fundamental na modelagem desses sistemas para otimizar seu design e integração às infraestruturas existentes.

  • Eficiência dos Métodos Alternativos de Geração de Energia

Uma linha de pesquisa focada na eficiência de sistemas de energia alternativa envolve examinar o desempenho e a inovação em tecnologias solar, eólica, hidrelétrica, geotérmica e de bioenergia. O objetivo é identificar formas de maximizar a produção de energia enquanto minimiza o uso de recursos e o impacto ambiental. Através de modelagem computacional e simulações, os pesquisadores podem simular condições operacionais, refinar métodos de captura de energia e testar novos materiais ou tecnologias para melhorar a eficiência. Esta linha de pesquisa é crucial para desenvolver sistemas de energia mais sustentáveis que possam atender às crescentes demandas globais com mínima perturbação ecológica.

  • Análise Comparativa de Métodos de Geração de Energia

Esta linha de pesquisa envolve estudos comparativos de vários métodos de geração de energia, incluindo combustíveis fósseis tradicionais e um espectro de fontes renováveis. O foco está na avaliação sistemática destes métodos com base em critérios como eficiência, escalabilidade, custo, impacto ambiental e maturidade tecnológica. Usando modelos computacionais, os pesquisadores podem simular cenários para prever resultados de diferentes estratégias energéticas sob várias restrições econômicas e ecológicas. Esta pesquisa pode fornecer insights valiosos para formuladores de políticas e stakeholders da indústria que visam a transição para portfólios de energia mais sustentáveis e reduzir o impacto ambiental geral da produção de energia.

Atividades Editoriais:

Editor Convidado:

  • Frontiers in Pharmacology. Tópico de Pesquisa: Oportunidades e Desafios no Reaproveitamento de Medicamentos (2024)

Atividades como Revisor:

  • Reviewer board member. Molecules.
  • Applied Surface Science
  • BioMed Research International
  • Biomolecules
  • Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences
  • Carbon
  • Chemistry of Materials
  • CHEMOSPHERE
  • Computational Biology and Chemistry
  • Computational and Structural Biotechnology Journal
  • Computers in Biology and Medicine
  • Current Cancer Drug Targets
  • Current Computer-Aided Drug Design
  • Current Neuropharmacology
  • Eurasian Journal of Medicine and Oncology
  • FEBS Open Bio
  • Future Virology
  • International Journal of Molecular Biology and Medicine
  • Journal of Biomolecular Structure & Dynamics
  • Journal of the Brazilian Chemical Society
  • Journal of Pharmacy and Pharmacology
  • Journal of Molecular Modeling
  • Journal of Molecular Structure
  • Journal of Taibah University for Science
  • Journal of Physics. Condensed Matter
  • Letter in Drug Design and Discovery
  • Materials Chemistry and Physics
  • Modern Approaches in Drug Designing
  • Molecular Mechanisms and Drug Discovery
  • Molecular Structure
  • Natural Product Communications
  • Natural Resources for Human Health
  • OMICS: A Journal of Integrative Biology
  • Physica A: Statistical Mechanics and its Applications
  • Phytomedicine Plus
  • PLOS One
  • Sensors
  • Scientific Reports