| Processo: | 24/22202-9 |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Regular |
| Data de Início da vigência: | 01 de setembro de 2025 |
| Data de Término da vigência: | 31 de agosto de 2028 |
| Área do conhecimento: | Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química |
| Pesquisador responsável: | Frank Nelson Crespilho |
| Beneficiário: | Frank Nelson Crespilho |
| Instituição Sede: | Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil |
| Município da Instituição Sede: | São Carlos |
| Bolsa(s) vinculada(s): | 25/23519-9 - Investigações Avançadas de Enzimas Redox e Complexos Biomiméticos em Sistemas Bioeletroquímicos, BP.TT |
| Assunto(s): | Oxirredução Bioeletroquímica |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | Bioeletrocatálise | Biomiméticos | Enzimas Redox | in situ e operando | Single molecule | Transferência de Elétrons | Bioeletroquimica |
Resumo
A bioeletroquímica contemporânea enfrenta barreiras críticas na compreensão e otimização dos complexos processos de transferência eletrônica em sistemas biológicos e bioinspirados, limitando o uso eficiente de biocatalisadores em plataformas de conversão energética sustentável. Neste contexto, propomos uma investigação aprofundada das dinâmicas bioeletrocatalíticas em sistemas redox para maximizar a eficiência catalítica e estabilidade sob condições operacionais desafiadoras. Primeiramente, o foco recai sobre enzimas redox e complexos biomiméticos envolvidos na oxidação de água, geração de hidrogênio e redução de CO¿, utilizando espectroscopias avançadas e análises eletroquímicas para decifrar os mecanismos subjacentes de transporte eletrônico e suas interações no microambiente catalítico. Em um segundo eixo, investigaremos a bioeletrocatalise de açúcares mediada pela Saccharomyces cerevisiae, com ênfase no papel regulador do EPS (substância polimérica extracelular), que atua como uma matriz condutora e moduladora da dinâmica redox nos processos bioeletroquímicos. Por fim, aplicaremos sondagens de entidade única, STM, STS e condutância quântica para mapear os canais redox e caracterizar a condutância eletrônica em sistemas enzimáticos naturais e sintéticos, com o objetivo de elucidar os mecanismos de condução em estruturas bioinspiradas e desenvolver plataformas de alta seletividade e eficiência. Este estudo busca expandir os limites teóricos e aplicados da bioeletroquímica, abrindo novas perspectivas para sistemas biohíbridos de conversão energética. (AU)
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