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Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC) (Instituição Sede da última proposta de pesquisa) País de origem: Brasil
Frank Nelson Crespilho é químico brasileiro, nascido em Jau-SP, com carreira dedicada à fronteira entre bioeletroquímica, energia sustentável e saúde. Formado pela Universidade de São Paulo (USP), onde também obteve os títulos de mestre, doutor e livre-docente, Crespilho consolidou um percurso de pesquisa interdisciplinar, com ênfase na integração de sistemas biológicos a materiais eletroativos. Sua trajetória inclui formações e colaborações internacionais, como Universidade de Coimbra (Portugal), California Institute of Technology Caltech (EUA), Max Planck Institute for Solid State Research (Alemanha), Harvard University (EUA), e Universidade do Minho (Portugal). Ao longo dos últimos 20 anos, Crespilho coordenou projetos em múltiplas frentes científicas da Bioeletroquímica, com destaque para o desenvolvimento de biochips implantáveis, bio-baterias e a proposta da Catálise Tridimensional, publicada na Nature Communications. Durante a pandemia de COVID-19, liderou uma resposta rápida na área de diagnóstico molecular, com impacto nacional e colaborações transdisciplinares. Além de seu trabalho científico, tem contribuído ativamente para a formação de recursos humanos qualificados, tendo orientado mais de 60 estudantes de graduação e pós-graduação. É autor e editor de livros científicos e detentor de patentes nas áreas de bioeletrônica e diagnóstico. Seu trabalho tem sido reconhecido com diversos prêmios nacionais e internacionais, incluindo o Kurt Politzer de Inovação e o Electrochimica Acta Travel Award for Young Electrochemists, concedido pela Sociedade Internacional de Eletroquímica. Já publicou mais de 140 artigos científicos internacionais, com mais de 5.000 citações. Compoe o quadro editorial da resvistas cientificas internacionais ChemElectrochem (Wiley), Bioelectrochemistry (Elsevier) e ACS Measurements (American Chemical Society). Foi incluído na lista dos 2 de cientistas mais influentes do mundo, segundo levantamento da Universidade de Stanford (EUA). Atuou em diversas comissões e conselhos cientificos e acadêmicos, como Membro Afiliado da Academia Brasileira de Ciencias, Vice Coordenador do Instituto de Estudos Avançados (IEA-São Carlos) e Membro Titular do Conselho Municipal de Ciência, Tecnologia E Inovação - COMCITI-SC. (Fonte: Currículo Lattes)
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A borda do grafeno têm atraído especial atenção devido às suas propriedades físicas e químicas distintas, em contraste com o plano basal grafítico. A eletroquímica em um eletrodo isolado de borda de grafeno (GrEdge) foi sistematicamente estudada em recentes trabalhos do grupo. Mostramos que podemos atingir altas taxas de transporte de massa para espécies eletroativas na borda unidimension…
Grandes desafios, como a fabricação de dispositivos sensores para diagnóstico precoce de câncer e detecção de contaminação de alimentos / água, só podem ser abordados com esforços conjuntos em pesquisas multidisciplinares. Problemas selecionados dentro dos desafios acima serão abordados neste projeto por uma equipe multiinstitucional de físicos, químicos, engenheiros, médicos e cientistas…
A produção de produtos de valor agregado a partir de enzimas ou proteínas redox encontradas na natureza é limitada. Essa limitação pode ser superada em laboratório pela modificação de enzimas nativas, ou, pela obtenção de proteínas artificiais apo-reconstituídas. Neste projeto, pretende-se contribuir com a pesquisa de fronteira na área de bioengenharia de metaloproteínas e obtenção de nov…
Os processos redox desempenham um papel decisivo na manutenção da vida na Terra e são promovidos por biomoléculas. Em 2020, descrevemos na Nature Communications como e porque a bilirrubina oxidase (BOD) contendo cobre é um biocatalisador excepcional para a reação de redução de oxigênio molecular (ORR). Um objetivo de longa data do nosso grupo de pesquisa é o estabelecimento de novas front…
A bilirrubina oxidase (BOD) é uma enzima com um cofator composto de 4 íons cobre. Alguns estudos in situ mostraram que a estrutura eletrônica deste cofator é altamente inerente à performance biocatalítica desta enzima, embora apenas algumas evidência diretas por medidas in situ foram estabelecidas para o processo de transferência de elétrons responsável pela atividade catalítica. No pres…
A catálise enzimática de moléculas pequenas é um campo de crescente interesse científico e tecnológico, com aplicações abrangentes desde a biotecnologia até a produção de energia sustentável. Este projeto tem como objetivo explorar a utilização de bioeletrodos estáveis em conjunto com técnicas in-situ e bioeletroquímica como uma abordagem inovadora para investigar em detalhes essas reaçõe…
O uso de enzimas na redução de CO2 e N2 visando a bioeletrossíntese de produtos de valor agregado é uma alternativa promissora para substituir os catalisadores sintéticos de alto custo. Para esta finalidade, resultados interessantes têm sido obtidos com a utilização das enzimas EcFDH-H e Mo-Fe nitrogenase imobilizadas em superfícies eletródicas. No entanto, os mecanismos bioeletrocatalíti…
Alguns assuntos ainda pouco estudados ou não elucidados no campo da bioeletroquímica tem impacto imediato no desenvolvimento e utilização tecnologias relacionas à bioconversão de energia e bioeletrossíntese de combustíveis, dentre elas: a inibição por haletos da atividade enzimática das multi-cobre oxidases frente reação de redução de oxigênio molecular e o mecanismo da reação inversa (ox…
A produção de produtos de valor agregado a partir de enzimas ou proteínas redox encontradas na natureza é limitada. Essa limitação pode ser superada em laboratório pela modificação de enzimas nativas, ou, pela obtenção de proteínas artificiais apo-reconstituídas. Neste projeto, pretende-se contribuir com a pesquisa de fronteira na área de bioengenharia de metaloproteínas e obtenção de nov…
A Saccharomyces cerevisiae é um fungo anaeróbio facultativo capaz de realizar transferência extracelular de elétrons (TEE) para superfícies sólidas, como eletrodos, e por isso tem sido empregado como biocatalisador em células a combustível microbiológicas. Apesar de estudos recentes sobre o mecanismo de TEE envolvendo tal microrganismo, nenhum aborda as contribuições individuais de cada c…
A preparação de bioconjugados nanoestruturados é uma etapa crucial no desenvolvimento de imunoensaios de fluxo lateral. Além do elevado custo dos reagentes e biomoléculas (por exemplo, proteínas e anticorpos monoclonais), o processo de conjugação entre elas e nanopartículas metálicas (MNPs) envolvem diversas etapas experimentais que demandam muito tempo, como é o caso da conjugação via ad…
Este projeto de pesquisa contempla o desenvolvimento e a integração de dispositivos eletroquímicos nanoestruturado para aplicação em microchips, sendo estes baterias orgânicas, biocélulas a combustível e biossensores on-chip. Em 2018, iniciamos uma parceria com a Universidade de Harvard, onde foram desenvolvidas baterias miniaturizadas visando a aplicação na nova geração de microeletrônic…
As baterias vestíveis prometem revolucionar o campo da medicina personalizada e reduzir os custos de assistência médica uma vez que possibilitam a ampla utilização de sensores vestíveis. Entretanto, a atual carência de uma fonte de energia apropriada impõe um grande obstáculo para o desenvolvimento de sensores vestíveis. Para enfrentar este desafio, nosso grupo no Brasil propôs a utilizaç…
O desenvolvimento de biocatalisadores para bioeletrossíntese de compostos de valor agregado tais como formato e amônia tem atraído grande atenção no campo da bioeletroquímica, pois além dos biocatalisadores serem altamente eficientes a temperatura ambiente e pressão atmosférica, são também ambientalmente sustentáveis. O sistema de exibição de superfície microbiana pode superar algumas lim…