Geração de ROS e atividade biocida superior do semicondutor AgNbO3: uma perspectiva teórica aprofundada

• Processo: 22/16840-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 21 de abril de 2023
• Data de Término da vigência: 10 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Elson Longo da Silva
• Beneficiário: Marisa Carvalho de Oliveira
• Supervisor: Lourdes Gracia Edo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universitat de València, Espanha
• Vinculado à bolsa: 21/01651-1 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais: estudo teórico de materiais multifuncionais com potencial aplicação antiviral, BP.PD
• Assunto(s): Teoria do funcional da densidade Materiais nanoestruturados Semicondutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: AgNbO3 | Biocide activity | density functional theory | nanomaterials | Ros | semiconductor | Semicondutores

Resumo

O estudo de nanomateriais semicondutores é um campo vasto e fascinante que tem despertado o interesse da comunidade científica. Uma direção interessante para resolver os desafios atuais que atraíram enorme interesse, na última década, está focada em projetar sistemas responsivos a estímulos, incorporando uma ampla gama de materiais biocidas eficazes para sua funcionalização em superfícies capazes de matar microorganismos por contato. Esses nanomateriais exercem seus efeitos afetando a integridade das membranas celulares bacterianas, liberando cátions metálicos e levando ao estresse oxidativo por meio da geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) na superfície do material, inibindo a atividade enzimática e a síntese de DNA. No entanto, as medidas experimentais não podem caracterizar a atividade dos ROS com informações espaço-temporais e revelar a correlação entre a atividade do semicondutor e sua composição e estrutura de superfície, sendo a perspectiva teórica uma ferramenta essencial para fornecer uma descrição em nível atômico das etapas fundamentais associadas com a geração de ROS e sua atividade biocida. Neste contexto, cálculos de primeiros princípios dentro da estrutura da teoria do funcional da densidade (DFT) serão empregados para obter informações em nível atômico sobre geometria, energia e propriedades eletrônicas e magnéticas do AgNbO3. Além disso, serão exploradas pela primeira vez suas interações com O2 e H2O para entender a formação e evolução de ROS a partir da nova perspectiva dos processos de transferência de energia e carga. No geral, este estudo permitirá uma visão completa de como as ROS evoluem e promovem sua aplicação posterior no AgNbO3. (AU)