EMU científico: aquisição de um espectrômetro de ressonância magnética nuclear 600 MHz heteronuclear para caracterização estrutural, dinâmica de biomoléculas/nanomateriais e informação quântica - uma estrutura multiusuário

• Processo: 22/11550-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Infraestrutura - Científico
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2030
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Thiago Branquinho de Queiroz
• Beneficiário: Thiago Branquinho de Queiroz
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: André Gustavo Tempone Cardoso ; Carlos Rettori ; Luana Sucupira Pedroza
• Assunto(s): Espectroscopia de ressonância magnética nuclear Informação quântica Moléculas bioativas Caracterização estrutural Materiais nanoestruturados Ressonância magnética nuclear Estado sólido Aquisição de equipamentos Equipamentos multiusuários Infraestrutura de pesquisa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: caracterizaçao de biomoléculas | Caracterização de nanomateriais | Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear | Informação Quântica | RMN de alta resolução em estado sólido | Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear

Resumo

A espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) é uma metodologia que reúne uma grande variedade de técnicas que podem ser utilizadas para inúmeras aplicações em ciência básica, aplicada e no desenvolvimento tecnológico. Por exemplo, existem técnicas de altíssima resolução e correlação para a determinação de estruturas complexas como compostos moleculares de fontes naturais (plantas, microorganismos, organismos marinhos etc), macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos etc), compostos sintéticos, nanopartículas e materiais avançados. Além disso, com essa técnica, torna-se possível obter resolução espectroscópica e temporal para determinar a dinâmica de espécies livres em eletrólitos ou em nanopartículas. Também pode-se manipular um ensemble de spins para aplicações diversas em informação quântica e demonstrar-se fundamentos de um computador quântico. Dessa forma, solicitamos neste projeto um espectrômetro de RMN operando a 600 MHz (14,04 T), com características únicas no estado de São Paulo, com sondas de estado líquido e estado sólido, três canais, e controle de temperatura para experimentos em três grandes áreas: caracterização estrutural e dinâmica de biomoléculas, nanomateriais e informação quântica. Podemos destacar funcionalidades pouco convencionais, como altíssima rotação em ângulo mágico, experimentos em gradiente de campo e coerência quântica em três canais com altíssima fidelidade (incluindo-se experimentos 1H-19F-X), com detecção simultânea multicanais e controle de temperatura amplo (-150oC até 150oC em estado líquido e -40oC até 80oC em estado sólido). É importante destacarmos que mesmo com menos de duas décadas de existência, a Universidade Federal do ABC (UFABC) já apresenta uma excelente produtividade científica. Parte deste feito se deve ao equipamento de RMN da instituição - um espectrômetro Varian 500 MHz, com campo magnético de 11.7 T, contendo dois canais (bandas X e H/F). Este equipamento, mesmo com funcionalidades muito aquém do solicitado, tem sido utilizado em sua plenitude pela instituição desde sua instalação. No entanto, por ser o único equipamento da instituição e por ser utilizado em muitos campos de pesquisa, o mesmo encontra-se totalmente sobrecarregado. Além disso, o equipamento tem mais de quinze anos de sua fabricação o que acarreta em dificuldades de manutenção (a saber, a Varian foi adquirida pela Agilent que por sua vez encerrou assistência de fábrica aos equipamentos de RMN). Portanto, com esta infraestrutura com características únicas no estado de São Paulo, a ser disponibilizada não somente para a UFABC mas para toda a comunidade científica do estado, a UFABC poderá popularizar o acesso às técnicas de RMN e se estabelecer como mais um centro de excelência em pesquisa avançada nucleado no ABC paulista favorecendo a formação de recursos humanos de alto nível e colaborando com o desenvolvimento científico e tecnológico do estado e do país. Esta proposta é estruturada por uma comunidade de pesquisadores já consolidados nas metodologias por RMN, por uma equipe científica experiente em gestão de equipamentos multiusuário e de projetos de pesquisa de grande amplitude, e por uma instituição sede que tem tradição em gestão de equipamentos multiusuário e condições de manter essa infraestrutura. (AU)