Área: Química Teórica e Computacional
A pesquisa desenvolvida na área de Química Teórica e Computacional concentra-se no desenvolvimento e na aplicação de métodos computacionais avançados para a compreensão de fenômenos moleculares, com potencial de impacto nas áreas de energia, saúde, materiais e inovação tecnológica. As atividades estão organizadas em três linhas principais:
• Estudo teórico de processos de transferência de carga e energia
Investigação, por meio de métodos de dinâmica molecular clássica e quântica, de processos de transferência de carga e energia em sistemas moleculares, incluindo o emprego de métodos não adiabáticos em sistemas de larga escala. Esses estudos buscam compreender os mecanismos fundamentais envolvidos na conversão e no transporte de energia em nível molecular, contribuindo para o desenvolvimento racional de novos materiais e tecnologias mais eficientes e sustentáveis. Essa linha de pesquisa apresenta relação direta com o ODS 7 – Energia Acessível e Limpa, ao contribuir para o desenvolvimento de conhecimentos aplicáveis a tecnologias energéticas mais eficientes, e com o ODS 9 – Indústria, Inovação e Infraestrutura, por promover inovação científica e tecnológica.
• Caracterização e modelagem de sistemas moleculares
Aplicação integrada de métodos de estrutura eletrônica, dinâmica molecular clássica, docking molecular e aprendizado de máquina (machine learning) para a caracterização e a predição de propriedades de sistemas moleculares de interesse tecnológico e medicinal. A abordagem computacional permite investigar mecanismos moleculares, propriedades físico-químicas e interações intermoleculares, reduzindo a necessidade de abordagens experimentais exclusivamente baseadas em tentativa e erro e possibilitando a triagem racional de novos compostos e materiais. Essa linha contribui especialmente para o ODS 3 – Saúde e Bem-Estar, por apoiar a pesquisa e o desenvolvimento de moléculas bioativas e potenciais agentes terapêuticos; para o ODS 9 – Indústria, Inovação e Infraestrutura, pela aplicação de ferramentas computacionais avançadas à inovação; e para o ODS 12 – Consumo e Produção Responsáveis, ao favorecer estratégias de desenvolvimento molecular que podem reduzir o uso de recursos e a geração de resíduos em etapas experimentais.
• Desenvolvimento de métodos e ferramentas em Química Computacional
Desenvolvimento de novos métodos teóricos, algoritmos e códigos computacionais destinados à solução de problemas relevantes em Química, com ênfase em eficiência, precisão e aplicabilidade a sistemas moleculares complexos. O desenvolvimento de ferramentas computacionais próprias amplia a capacidade de investigação científica, possibilita o tratamento de problemas que apresentam limitações nos métodos existentes e contribui para a disseminação de soluções computacionais na comunidade científica. Essa linha está diretamente associada ao ODS 9 – Indústria, Inovação e Infraestrutura, por estimular o desenvolvimento tecnológico e a inovação, e ao ODS 4 – Educação de Qualidade, por contribuir para a formação de recursos humanos qualificados em ciência, tecnologia e computação.
De forma transversal, as três linhas de pesquisa contribuem para o fortalecimento da ciência, tecnologia e inovação, promovendo o uso de ferramentas computacionais para a solução de problemas científicos e tecnológicos complexos. A natureza predominantemente computacional das abordagens também favorece a realização de estudos com menor consumo de reagentes e materiais, contribuindo para uma pesquisa científica mais eficiente e alinhada aos princípios de sustentabilidade e uso responsável de recursos, em consonância com os ODS 7, 9 e 12.
