Estudo teórico da cinética complexa de processos catalíticos

Resumo

A presença de flutuações termodinâmicas em sistemas químicos afastados do equilíbrio pode provocara emergência espontânea de estados dinâmicos organizados, nomeados por Ilya Prigogine de estruturas dissipativas. Estas estruturas são frequentemente observadas em sistemas que apresentam fluxo contínuo de energia e matéria, i.e. sistemas abertos, e mecanismos reacionais complexos. Reações catalisadas heterogeneamente e processos bioquímicos, e.g. morfogênese, são exemplos de sistemas que geralmente exibem comportamento espaço-temporal auto-organizado em situações de não equilíbrio, e devido a isso a investigação teórico-experimental de tais eventos pode se tornar uma tarefa complicada. Em contra partida, os anseios da indústria química e farmacêutica vem impulsionando o desenvolvimento de diversos estudos sobre esses temas com a finalidade de se compreender em pro-fundidade cada processo e propor aplicações. Nesta perspectiva, o presente projeto busca desenvolver estudos teóricos de sistemas químicos complexos, apoiado na teoria de sistemas dinâmicos, afim de obter informações sobre o mecanismo reacional de reações químicas catalisadas heterogeneamente, em colaboração com o grupo experimental parceiro, e também esclarecer os efeitos de perturbações físico-químicas na emergência de padrões espaciais em sistemas biológicos, através de um modelo mecânico-químico não isotérmico. A similaridade matemática, i.e. sistemas de EDOs e/ou EDPs com termos não lineares, dos modelos considerados possibilita o emprego das mesmas metodologias no desenvolvimento e análise dos resultados, de modo que, métodos numéricos de integração serão empregados para descrição espaço-temporal das soluções, assim como, ferramentas matemáticas associadas a teoria de sistemas dinâmicos serão utilizadas para caracterização dos estados dinâmicos dos sistemas. (AU)