Modelagem molecular de nanopartículas formadas por copolímeros em bloco para produção de energia limpa

• Processo: 24/22044-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 03 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 02 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Márcio Teixeira do Nascimento Varella
• Beneficiário: Rafael Bicudo Ribeiro
• Supervisor: Ergang Wang
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Chalmers University of Technology, Suécia
• Vinculado à bolsa: 22/04379-3 - Células Solares Orgânicas baseadas em Aceitadores Não-fulerênicos: Da formação do éxciton à mobilidade de carga, BP.DR
• Assunto(s): Nanopartículas Fotocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: conjugated block copolymers | Molecular Modeling | nanoparticles | organic solar cells | photocatalysis | Modelagem de propriedades óticas e estruturais de sistemas poliméricos

Resumo

Diante das mudanças climáticas, há uma crescente demanda pelo desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de energia sustentável, com células fotovoltaicas orgânicas (OPVs) e a produção de gás hidrogênio via fotocatálise destacando-se como alternativas promissoras aos combustíveis fósseis. No entanto, desafios como baixa escalabilidade, altos custos de produção e limitações nas eficiências dificultam a ampla adoção dessas tecnologias. Neste contexto, o presente projeto foca no uso de modelagem molecular para estudar nanopartículas de copolímeros em bloco conjugados (CBP) especificamente projetadas para aplicações em energia limpa. Combinando simulações clássicas com cálculos quânticos, investigaremos as propriedades estruturais, eletrônicas e óticas de novas nanopartículas de PBDB-T-block-PYT sintetizadas através do método de miniemulsão. Atenção especial será dada à influência de surfactantes nos potenciais de oxirredução e na morfologia das nanopartículas. Ao integrar a modelagem teórica com resultados experimentais provenientes de colaborações com a Chalmers University of Technology, Uppsala University e Karlstad University, esta iniciativa interdisciplinar visa preencher lacunas críticas de conhecimento na área, contribuindo para o desenvolvimento de soluções energéticas escaláveis, eficientes e ecologicamente favoráveis. O projeto se baseia nas ferramentas desenvolvidas ao longo do projeto de doutorado do candidato, que abrange várias etapas, desde a otimização de inicial de interações torsionais até a formação de filmes finos via protocolo de evaporação. Além disso, seus objetivos estão alinhados com as diretrizes da FAPESP para inovação e integração com a indústria, representando uma parte importante da formação e desenvolvimento do candidato como pesquisador.