Linha de pesquisa do PPGQ
ELETROQUÍMICA E ELETROANALÍTICA
Uma das sub-linhas dessa Linha de Pesquisa já está implementada no programa e tem desenvolvido trabalhos em Eletroquímica focados na síntese e caracterização de novos materiais eletródicos visando aplicações em estudos de Eletrocatálise Heterogênea, como é o caso da produção de ozônio em reatores eletroquímicos do tipo eletrólito polimérico sólido (EPS) para fins ambientais, bem como a degradação eletroquímica ‘in situ’ de poluentes orgânicos na total ausência de eletrólitos dissolvidos. Estes estudos de Eletrocatálise Heterogênea são principalmente baseados na confecção e caracterização de novos materiais eletrocatalisadores micro e nano-estruturados constituídos de compósitos de óxidos metálicos condutores puros ou mistos contendo materiais de carbono. Mais recentemente, mediante realização de parceria com a Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da UNICAMP, pesquisas em Eletroquímica estão sendo conduzidas visando a fabricação e caracterização de materiais micro e nano-estruturados contendo carbono e óxidos metálicos diversos, visando a confecção de dispositivos supercapacitores de alto desempenho para o processo de armazenamento de energia. Outra forte vertente nessa Linha de Pesquisa do PPGQ/UFVJM são os estudos em Eletroanalítica. Tem sido desenvolvido vários estudos envolvendo a síntese e aplicação de polímeros condutores com propriedades otimizadas para usos como imunossensores (biossensores) impedimétricos destinados à detecção de substâncias químicas e metabólitos presentes em fluidos biológicos. Estes sensores baseados em polímeros condutores puros ou modificados também têm sido destinados à detecção de doenças diversas de interesse da Saúde Pública, como é o caso da dengue e leishmaniose, dentre outras. Outra importante Linha da Eletroanalítica conduzida por alguns docentes contempla o aprimoramento de técnicas eletroquímicas baseadas na abordagem da aplicação dos múltiplos-pulsos de potencial acoplada a processos de injeção de amostras nas condições de batelada (BIA) e de fluxo (FIA), visando assim a quantificação de fármacos de baixo índice terapêutico em diferentes matrizes. Um dos docentes desta Linha de Pesquisa se encontra atualmente em estágio de pós-doutorado na universidade de Oxford sob a tutela do Prof. Dr.Richard Compton visando adquirir conhecimentos para a implantação no PPGQ/UFVJM de novos temas em pesquisa de vanguarda vinculados à Eletroanalítica e Eletroquímica. É oportuno mencionar que estes 03 (três) docentes da Linha de Eletroquímica e Eletroanalítica já publicaram em conjunto no período de 2011-presente mais de 60 (sessenta) artigos científicos em periódicos indexados, sendo a grande maioria em coautoria com seus discentes de mestrado do PPGQ/UFVJM. Além disso, foi efetuado um pedido de depósito de patente junto ao INPI em 2011. Quando trabalhando em projetos relacionados a eletroquímica fundamental e cursando disciplinas exclusivas da área de Físico-Química, o discente irá adquirir uma formação clássica em Físico-Química. Contudo, um perfil interdisciplinar também pode ser vislumbrado, quando atuando em projetos associados a eletroanalítica e no desenvolvimento de reatores eletroquímicos, nestes casos incluindo além de disciplinas obrigatórias da área de Físico-Química, disciplinas das áreas de Química Inorgânica e/ou Química Analítica.
Projeto de pesquisa associado 1/4Natureza: Pesquisa Ver o link
Desenvolvimento de sensores eletroquímicos baixo custo
Desenvolvimento de eletrodos descartaveis de baixo custo e aplicação na determinação de analitos de interesse ambiental e saúde publica
Projeto de pesquisa associado 2/4
O projeto de pesquisa é bastante abrangente e visa principalmente a obtenção de novos materiais eletródicos (eletrocatalisadores) porosos (permeáveis a fluidos) destinados à confecção de reatores eletroquímicos filtro-prensa do tipo eletrólito polimérico sólido (EPS) de modo que haja o desenvolvimento de tecnologia de tratamento alternativa para a remoção de poluentes orgânicos emergentes, como é o caso de fármacos, corantes e produtos de higiene pessoal, presentes em águas livre de eletrólitos. Este tipo de tecnologia em desenvolvimento no presente projeto pode permitir que sem a adição convencional de um sal, ácido ou base no meio a ser eletrolisado que o processo da reação de desprendimento de oxigênio que gera o agente oxidante (radicals hidroxila e, ou ozônio) ocorra concomitantemente com a reação de oxidação do poluente orgânico sem, no entanto, que haja o inconveniente da manipulação da condutividade iônica da solução (água contaminada). Nessa pesquisa o discente terá foco em conhecimentos de eletroquímica fundamental, engenharia de reatores eletroquímicos, bem como dos aspectos principais da química ambiental. Adicionalmente, como o projeto incorpora o desenvolvimento e aprimoramento de novos materiais o discente envolvido na pesquisa terá a oportunidade do aprendizado de técnicas eletroquímicas (voltametrias, EIS, etc.), bem como das técncias de Difração de Raios-X e de Microscopia Eletrônica de Varredura, dentre outras.Natureza: Pesquisa Ver o link
ELETROQUÍMICA AMBIENTAL ELETROCATÁLISE HETEROGÊNEA
O projeto de pesquisa é bastante abrangente e visa principalmente a obtenção de novos materiais eletródicos (eletrocatalisadores) porosos (permeáveis a fluidos) destinados à confecção de reatores eletroquímicos filtro-prensa do tipo eletrólito polimérico sólido (EPS) de modo que haja o desenvolvimento de tecnologia de tratamento alternativa para a remoção de poluentes orgânicos emergentes, como é o caso de fármacos, corantes e produtos de higiene pessoal, presentes em águas livre de eletrólitos. Este tipo de tecnologia em desenvolvimento no presente projeto pode permitir que sem a adição convencional de um sal, ácido ou base no meio a ser eletrolisado que o processo da reação de desprendimento de oxigênio que gera o agente oxidante (radicals hidroxila e, ou ozônio) ocorra concomitantemente com a reação de oxidação do poluente orgânico sem, no entanto, que haja o inconveniente da manipulação da condutividade iônica da solução (água contaminada). Nessa pesquisa o discente terá foco em conhecimentos de eletroquímica fundamental, engenharia de reatores eletroquímicos, bem como dos aspectos principais da química ambiental. Adicionalmente, como o projeto incorpora o desenvolvimento e aprimoramento de novos materiais o discente envolvido na pesquisa terá a oportunidade do aprendizado de técnicas eletroquímicas (voltametrias, EIS, etc.), bem como das técncias de Difração de Raios-X e de Microscopia Eletrônica de Varredura, dentre outras.
Projeto de pesquisa associado 3/4
O projeto de pesquisa objetiva a eletrossíntese e caracterização de filmes poliméricos, os quais são materiais que exibem interessantes propriedades ópticas, elétricas, físicas e/ou químicas, anteriormente encontradas somente em sistemas inorgânicos, para modificação da superfície de eletrodos. A eletropolimerização de monômeros funcionalizados sobre a superfície de um eletrodo, pode garantir maior sensibilidade, reprodutibilidade e afinidade para a imobilização e incorporação de biomoléculas. Biomoléculas estas, que podem ser: enzimas, anticorpos/antígenos, fragmentos de DNA, fungos, tecidos, dentre outras, e que, quando imobilizadas sobre as superfícies de um transdutor funcionalizado, combinam a especificidade deste componente biológico, com concomitante seletividade e sensibilidade da matriz utilizada, sendo então, chamados de biossensores. Desta forma, os biossensores apresentam um grande potencial de aplicação em diversas áreas como: da saúde, de alimentos e ambiental. Tais dispositivos podem proporcionar características específicas como: baixo custo de produção, alta reprodutibilidade e sensibilidade, rápida resposta de análise, portabilidade, e que não exija mão de obra qualificada ou profissional para diagnósticos de doenças e/ou poluentes ambientais, permitindo, assim, sua aplicação e utilização à realidade de áreas endêmicas onde ocorre uma infecção, ou então, monitoramento in loco de amostras de interesse ambiental, requerendo assim, metodologias rápidas e práticas.
Natureza: Pesquisa Ver o link
Eletrossíntese e caracterização de materiais poliméricos com aplicação no desenvolvimento de biossensores para utilização no diagnóstico de doenças e poluentes ambientais
O projeto de pesquisa objetiva a eletrossíntese e caracterização de filmes poliméricos, os quais são materiais que exibem interessantes propriedades ópticas, elétricas, físicas e/ou químicas, anteriormente encontradas somente em sistemas inorgânicos, para modificação da superfície de eletrodos. A eletropolimerização de monômeros funcionalizados sobre a superfície de um eletrodo, pode garantir maior sensibilidade, reprodutibilidade e afinidade para a imobilização e incorporação de biomoléculas. Biomoléculas estas, que podem ser: enzimas, anticorpos/antígenos, fragmentos de DNA, fungos, tecidos, dentre outras, e que, quando imobilizadas sobre as superfícies de um transdutor funcionalizado, combinam a especificidade deste componente biológico, com concomitante seletividade e sensibilidade da matriz utilizada, sendo então, chamados de biossensores. Desta forma, os biossensores apresentam um grande potencial de aplicação em diversas áreas como: da saúde, de alimentos e ambiental. Tais dispositivos podem proporcionar características específicas como: baixo custo de produção, alta reprodutibilidade e sensibilidade, rápida resposta de análise, portabilidade, e que não exija mão de obra qualificada ou profissional para diagnósticos de doenças e/ou poluentes ambientais, permitindo, assim, sua aplicação e utilização à realidade de áreas endêmicas onde ocorre uma infecção, ou então, monitoramento in loco de amostras de interesse ambiental, requerendo assim, metodologias rápidas e práticas.
Projeto de pesquisa associado 4/4Natureza: Pesquisa Ver o link
Validação de métodos eletroanalíticos para aplicação na aplicação de drogas legais e ilegais
O presente projeto demonstra a potencialidade dos métodos amperométricos em fluxo para serem explorados no controle de qualidade de fármacos eletroativos pelas indústrias e farmácias de manipulação. Apesar de nem todos os medicamentos do mercado apresentarem fármacos eletroativos, há uma quantidade significativa destes compostos que podem ser analisados de forma vantajosa por meio da detecção eletroquímica. As principais vantagens dos métodos eletroanalíticos frente aos atuais procedimentos utilizados no setor farmacêutico são: a diminuição da geração de resíduos orgânicos; maior rapidez nas análises; simplicidade de aplicação; redução significativa no custo de aquisição dos equipamentos e na aplicação das análises. Embora essas vantagens sejam apresentas e relatadas em inúmeras publicações na literatura para determinação de fármacos em formulações farmacêuticas, as indústrias não utilizam os métodos eletroanalíticos nas análises de rotina. No caso das farmácias de manipulação, a situação ainda é mais crítica, pois a maioria destas empresas não realiza nenhum tipo de doseamento do produto final. O principal motivo para esses métodos eletroanalíticos não estarem inseridos no mercado está relacionado à baixa estabilidade da resposta eletroquímica obtida pelos eletrodos de trabalho usados na detecção. Neste contexto, além das vantagens supracitadas para métodos eletroquímicos, o presente projeto propõe uma análise altamente reprodutível, simples e eficiente, utilizando uma nova metodologia eletroquímica para estes compostos. Os novos métodos serão baseados na detecção amperométrica pulsada em sistema de análise por injeção em batelada (BIA) sobre um eletrodo de trabalho de diamante dopado com boro. Devido à alta estabilidade deste eletrodo e a limpeza eletroquímica da sua superfície pela técnica amperométrica pulsada, esses métodos podem contornar a grande dificuldade da detecção eletroquímica no que tange a baixa reprodutibilidade das análises. Dessa forma, a proposta deste projeto é validar adequadamente os métodos amperométricos em fluxo para um conjunto de fármacos eletroativos, demonstrando a viabilidade econômica e ambiental das análises para aplicação no controle de qualidade desses produtos, tanto pelas indústrias farmacêuticas, quanto pelas farmácias de manipulação.