| Processo: | 17/13401-4 |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Regular |
| Data de Início da vigência: | 01 de fevereiro de 2018 |
| Data de Término da vigência: | 31 de janeiro de 2020 |
| Área do conhecimento: | Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química |
| Pesquisador responsável: | Gustavo Troiano Feliciano |
| Beneficiário: | Gustavo Troiano Feliciano |
| Instituição Sede: | Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil |
| Município da Instituição Sede: | Araraquara |
| Assunto(s): | Simulação de dinâmica molecular Transporte eletrônico Teoria do funcional da densidade Estrutura eletrônica Simulação por computador QM |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | Dinâmica Molecular | Estrutura eletrônica | Função de Green fora do equilíbrio | Mm | Qm | teoria do funcional da densidade | transporte eletrônico | Simulação computacional |
Resumo
O objetivo do presente trabalho é caracterizar sistemas modelo para a descrição de fenômenos eletroquímicos na matéria condensada, através de simulação computacional atomística, molecular e de estrutura eletrônica. As principais aplicações a serem destacadas nos modelos estudados serão o sensoreamento eletroquímico (feito experimentalmente por medidas de impedância/capacitância eletroquímica) e o transporte de carga a longas distâncias, para o desenho de novos materiais mais eficientes e de fácil obtenção.Um dos sistemas modelo mimetiza proteínas condutoras bacterianas, no intuito de identificar as contribuições especificas das características fisico-quimicas da biomolécula para o transporte eletrônico eficiente a longas distâncias. Bactérias do gênero Geobacter e Shewanella já utilizam esta maquinaria bioquímica para levar a cabo seu metabolismo, transportando carga a um aceptor de elétrons extracelular, ao mesmo tempo em que oxidam compostos orgânicos e reduzem ions metálicosredox. As aplicações vão desde a biolixiviação de metais pesados e descontaminação de ambientes por precipitação química até a geração e transporte de energia elétrica a partir de compostos orgânicos simples, e confecção de células a combustível microbianas. Outro modelo eletroquimico estudado são eletrodos metálicos modificados por monocamadas automontadas de moléculas orgânicas contendo um grupamento redox imobilizado em uma das extremidades. Neste sistema, contribuições não-clássicas para a transferência eletronica são observadas, devido ao confinamento, e isto é explorado no problema de reconhecimento molecular, sensoreamento e o próprio transporte através de biomoléculas. Além do caráter metodológico, visando estender a ciência eletroquímica clássica, o trabalho visa caracterizar as mudanças nas propriedades termodinamicas e estruturais na monocamada eletroativa, na presença de perturbações no ambiente eletrostático, causadas tanto pela aplicação de potenciais elétricos externos como pelo ambiente aquoso, na vizinhança do eletrodo. (AU)
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