Síntese e interação de nanoestruturas de óxidos metálicos com biomoléculas e materiais isolantes topológicos com biomoléculas

Resumo

As biomoléculas são úteis para a síntese verde, estabilização e mediação dos processos redox de nanoestruturas metálicas, óxidos e materiais com propriedades de isolantes topológicos. Estudos anteriores realizados pelo nosso grupo mostraram dois tipos de interações de biomoléculas com nanoestruturas. O centro redox do citocromo C, a ferroprotoporfirina IX, podem atuar como aceptor de elétrons de semicondutores como TiO2, Fe3O4 e ZnO fotoexcitado. Além disso, as enzimas beta-Glicosidases são eficientes como o modelo de direcionamento para crescimento cristalino de AgX, sendo X um halogênio como Cl, I e Br, sem perda de atividade enzimática. Além disso, observamos que extratos de tomate (Solanum lycopersicum; Solanaceae) produzem nanopartículas de ouro juntamente com magnetita nanoestruturada, apenas com adição de sal de ouro. Acreditamos que a ferritina de tomate fornece o material para a síntese de magnetita com alguma contribuição catalítica das nanopartículas de ouro. Neste projeto, os objetivos serão caracterizar os processos de interação e redox entre o citocromo C e as porfirinas com Fe3O4 e ZnO modulados por pH, substituição isotópica da água e organização estrutural do óxido de ferro. Também, caracterizar o processo de formação de magnetita nanocristalina por ferritina com mediação de nanopartículas de ouro e sintetizar e caracterizar a síntese de Bi2Se3 utilizando diferentes proteínas como ²-glicosidases e outras proteínas e peptídeos com estruturas promissoras. Todos esses processos estão relacionados aos fenômenos de interfaces envolvendo hidratação, potencial zeta, interações de moléculas orgânicas com superfícies inorgânicas, crescimento e organização cristalinos e transferência de elétrons. Interações superficiais com ZnO e isolantes topológicos são possíveis a partir de uma abordagem teórica através da colaboração com outros pesquisadores envolvidos no projeto. O projeto resultará em publicações em revistas de impacto e, possivelmente, em patentes. (AU)