Interações sinérgicas água-oxigênio para produção otimizada de ROS: Um estudo por AIMD e DFT em semicondutores à base de Ag

• Processo: 25/07102-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Miguel Angel San Miguel Barrera
• Beneficiário: Thiago Trevizam Dorini
• Supervisor: Calatayud Monica
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Université Paris-Sorbonne (Paris 4), França
• Vinculado à bolsa: 23/03447-8 - Explorando o potencial dos semicondutores a base de Ag para aplicações biocidas usando cálculos de alto rendimento com a Teoria do Funcional da Densidade, BP.PD
• Assunto(s): Catálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atividade Biocida | catálise | Dinâmica Molecular Ab Initio (AIMD) | espécies reativas de oxigênio (ROS) | Semicondutores a base de prata | teoria do funcional da densidade (DFT) | Catálise

Resumo

Este projeto visa otimizar a produção de Espécies Reativas de Oxigênio (ROS) em superfícies de semicondutores à base de Ag, integrando dinâmica molecular ab initio (AIMD) em larga escala usando CP2K com cálculos avançados de Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Focando em superfícies modelo de Ag3PO4, esta proposta de pesquisa visa investigar a adsorção sinérgica de H2O e O2 sob condições realistas para capturar como terminações de superfície, vacâncias de oxigênio e clusters de Ag subcoordenados impulsionam a formação de ROS. Simulações de AIMD Car-Parrinello elucidarão processos dinâmicos como transferência elétron-próton e estabilização de intermediários reativos, enquanto análises complementares de DFT - realizadas no módulo Quickstep do CP2K ou no VASP - refinarão propriedades eletrônicas, incluindo densidade de estados, vias de transferência de carga e energias de ligação. Ao correlacionar sistematicamente simulações atomísticas com insights da estrutura eletrônica, este projeto busca estabelecer princípios de design para otimizar a geração de ROS em semicondutores à base de Ag. As metodologias e descobertas resultantes contribuirão para o desenvolvimento de materiais multifuncionais com capacidades biocidas e fotocatalíticas aprimoradas, fomentarão colaborações interinstitucionais entre a Sorbonne University e a UNICAMP, e catalisarão avanços mais amplos na ciência de materiais computacional. (AU)