Linhas de pesquisa - PPGQ

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.

Esta linha de pesquisa reúne temas e pesquisas associadas ao desenvolvimento de tecnologias para remediação ambiental, aplicação de tecnologias hibridas no tratamento de águas e solos, projetos associados a aplicação de eletroquímica ambiental, bem como o desenvolvimento de tecnologias ambientalmente seguras para separação/extração/pré-concentração/determinação de analitos estratégicos. Essa linha de pesquisa está sendo desenvolvida desde a implementação do Programa e gerou diversas publicações, como pode ser observado no histórico de produção intelectual do PPGQ. Especificamente, essa linha de pesquisa trata do desenvolvimento de nanomateriais e catálise heterogênea ambiental, principalmente nos seguintes temas: ferro-zero valente nanoparticulado estabilizado, nanopartículas bimetálicas estabilizadas, carvão ativado granulado modificado, metais e óxidos visando a remoção/degradação de poluentes em água e efluentes. Além disso, outro grupo de pesquisa atua na área de monitoramento e remediação de contaminantes inorgânicos e orgânicos em amostras ambientais (água, alimentos, sedimentos, solos), utilizando para isto nanomateriais puros, compósitos ou materiais dopados, biomassa, bem como microrganismos (fungos ou bactérias). Ainda nesta linha estão englobados os trabalhos de desenvolvimento de novas rotas de separação de analitos estratégicos utilizando sistemas ambientalmente seguros. Dentro deste tema é desenvolvido tecnologias de extração/separação de metais (principalmente terras raras, nióbio e tântalo) a partir de matrizes primárias e secundárias, e metodologias de separação/preconcentração de poluentes emergentes a partir de matrizes ambientais com finalidades analíticas. Nesta linha de pesquisa o discente poderá obter uma formação específica em química analítica, quando trabalhando com o desenvolvimento de metodologias analíticas e cursando disciplinas exclusivas dessa área. Contudo, um perfil interdisciplinar também pode ser vislumbrado, quando atuando em projetos associados a desenvolvimento e aplicação de técnicas de remediação/remoção/degradação de poluentes, nestes casos incluindo além de disciplinas obrigatórias da área de química analítica, disciplinas das áreas de inorgânica, orgânica e/ou físico-química.

Esta linha de pesquisa envolve o isolamento, síntese, caracterização, purificação, análises estruturais e termodinâmicas de produtos isolados originalmente de fontes naturais. Os estudos desenvolvidos nesta linha têm como objetivos principais a obtenção e desenvolvimento de substâncias ou matérias biologicamente ativos. Além disso, esta linha também envolve estudos de relação estrutura/atividade a partir de obtenção de informações termodinâmicas e estruturais que expliquem o mecanismo de ação dessas moléculas para o desenvolvimento de novos fármacos alternativos aos antibióticos disponíveis comercialmente. Nesta linha de pesquisa, o estudante terá a oportunidade de adquirir conhecimentos e experiência em síntese orgânica clássica e/ou em fase sólida, síntese de materiais híbridos bioinorgânicos, cromatografias, espectrometria de massas, ressonância magnética nuclear, microcalorimetria, microbiologia e biofísica. Abarcando temas relacionados a isolamento de produtos naturais, bioquímica de peptídeos e proteínas, modificações estruturais e afins, nesta linha, discente e orientadores poderão definir uma formação com perfil de química orgânica diversificada. Quando trabalhando em projetos de síntese química e cursando disciplinas exclusivas da área de orgânica, o discente irá adquirir uma formação clássica em química orgânica. Contudo, um perfil interdisciplinar também pode ser vislumbrado, quando atuando em projetos associados a bioquímica estrutural ou materiais híbridos bioinorgânicos, nestes casos incluindo além de disciplinas obrigatórias da área de orgânica, disciplinas das áreas de inorgânica e/ou físico-química.

A Química de Materiais está na fronteira das grandes áreas da Química; Química analítica, Inorgânica, Orgânica e Físico-Química. Por outro lado, como uma área já estabelecida, é sabidamente interdisciplinar que necessita dos conhecimentos básicos das áreas tradicionais e de outros campos do conhecimento, principalmente quando é considerada a aplicação de um determinado material. A Química de Materiais talvez seja a área de concentração que mais se assemelha a Ciência Química do ponto de vista de um conhecimento central, que impacta sobre diferentes áreas como medicina, biologia, agronomia etc. com suas metodologias, propriedades e aplicações. A Química de Materiais está incorporada dentro do Programa de Pós-graduação em Química da Universidade Federal dos Vales Jequitinhonha e Mucuri (PPGQ-UFVJM) desde a sua implementação, com a preparação e utilização de alguns compostos para aplicações ambientais e eletroquímicas. Diversas publicações foram geradas nesta área, como pode ser observado no histórico de produção intelectual do PPGQ. Porém, nos últimos 6 anos com o evidente crescimento do programa causado pela incorporação de novos docentes e aumento do quantitativo e qualitativo das publicações, a Química de Materiais se consolidou como uma grande área de conhecimento dentro do PPGQ-UFVJM. Atualmente os trabalhos que estão sendo desenvolvidos dentro da área do PPGQ-UFVJM envolve a preparação, caracterização de materiais orgânicos, inorgânicos, compósitos para aplicação biomédica, processos de separação, sensores, catálise ambiental e de conversão e produção de energia como mostra algumas das publicações recentes do programa. Assim, pode estabelecer 3 sub-linhas principais de pesquisa dentro desta linha: 1. Preparação e caracterização de materiais e nanomateriais semicondutores, metálicos, poliméricos e compósitos para diferentes aplicações. 2. Síntese e Caracterização de materiais e compósitos com aplicações biomédicas. 3. Desenvolvimento de novos materiais para sensores eletroquímicos e ópticos. Curiosamente, essas sub-linhas de pesquisa estão em consonância com um dos primeiros e mais importantes jornais devotados à publicação de trabalhos da Química de Materiais, o Journal of Materials Chemistry da Royal Society of Chemistry (RSC), atualmente com subdivisões A, B e C. Como pode ser verificado nos sítios eletrônicos dos periódicos, os escopos são amplos e abrangem todos os aspectos da produção, propriedades ou aplicações de materiais relacionados ao armazenamento e conversão de energia, sustentabilidade, saúde, biomedicina, biointerface, bio-inspirados ou naturais, ópticos, magnetismo, eletrônica ou tecnologia de armazenamento de informações. É importante salientar que uma grande interação entre os grupos de pesquisa e docentes está ocorrendo dentro da área com inúmeras publicações em colaboração, como demanda uma área de grande interdisciplinaridade.