Linhas de Pesquisa

Área: Ciência dos Materiais

• SAÚDE E BIOTECNOLOGIA: Esta linha de pesquisa dedica-se ao desenvolvimento, caracterização e aplicação de biomateriais e nanomateriais funcionais voltados para as áreas médica, farmacêutica, veterinária e biotecnológica. Envolve a síntese e o estudo de materiais biocompatíveis, naturais ou sintéticos, visando aplicações em terapias avançadas, diagnóstico e sistemas de liberação controlada de fármacos. São investigados nanossistemas carreadores de medicamentos, fotossensibilizadores ou moléculas bioativas com potencial terapêutico, antimicrobiano, antifúngico e antitumoral, com foco em soluções inovadoras para desafios em saúde humana, animal e vegetal. A linha também integra metodologias ópticas e espectroscópicas, como LIBS, FTIR, fluorescência, UV-Vis e Raman, aplicadas à caracterização de materiais, ao diagnóstico óptico e ao controle de qualidade em processos biomédicos e farmacêuticos. Além disso, emprega técnicas de aprendizado de máquina para análise de dados, previsão de propriedades e otimização de processos experimentais. Com abordagem interdisciplinar e alinhada às tendências globais da Ciência dos Materiais, esta linha busca compreender as interações entre materiais e sistemas biológicos, contribuindo para o avanço científico, tecnológico e inovador nas áreas de saúde e biotecnologia, com impacto regional, nacional e internacional.

• SUSTENTABILIDADE E AGRONEGÓCIO: Esta linha de pesquisa dedica-se ao desenvolvimento, caracterização e aplicação de materiais e métodos voltados à sustentabilidade ambiental e ao agronegócio. Envolve a síntese e o uso de materiais e nanomateriais funcionais, compósitos e catalisadores em processos de remediação e controle ambiental, abrangendo o tratamento de água, solo e ar, a remoção de poluentes orgânicos e inorgânicos, e a recuperação de recursos em efluentes industriais e agrícolas. São exploradas abordagens baseadas em economia circular, fotocatálise, adsorção, processos oxidativos avançados e tecnologias verdes de baixo impacto energético. A linha também integra metodologias ópticas e espectroscópicas aplicadas ao monitoramento ambiental e à análise de qualidade do ar, de solos, águas e produtos agrícolas. Com foco interdisciplinar, a linha busca promover soluções sustentáveis que contribuam para o avanço científico, tecnológico e produtivo regional e nacional, fortalecendo a interface entre ciência dos materiais, meio ambiente e agronegócio.

• TRANSIÇÃO ENERGÉTICA: Esta linha de pesquisa dedica-se ao desenvolvimento, caracterização e aplicação de materiais e dispositivos funcionais para os desafios da transição energética. Com foco na geração de energia limpa, conversão, armazenamento e uso eficiente, a linha abrange: – Geração e Conversão de Energia: Síntese e estudo de materiais semicondutores e híbridos para dispositivos fotovoltaicos. Desenvolvimento de (foto) eletrocatalisadores para a produção de combustíveis renováveis, como hidrogênio verde, etanol e metanol, a partir de recursos sustentáveis. – Armazenamento de Energia: Projeto e fabricação de materiais avançados para dispositivos de armazenamento eletroquímico, como baterias de íons de sódio, lítio-enxofre e supercapacitores, com ênfase em alta densidade energética, segurança e sustentabilidade. – Eficiência e Monitoramento: Desenvolvimento de sensores e sistemas baseados em materiais funcionais para o monitoramento de processos energéticos, condições ambientais e controle de qualidade de combustíveis renováveis, integrando técnicas espectroscópicas e computacionais. Alinhada aos ODS 7 (Energia Limpa e Acessível) e 13 (Ação Contra a Mudança Global do Clima), a linha busca promover a inovação tecnológica e a sustentabilidade. Ao aliar o desenvolvimento de materiais avançados ao aproveitamento de recursos e à resolução de desafios específicos do bioma Centro-Oeste, a linha busca não apenas um impacto regional e no setor produtivo, mas também uma inserção internacional distinta. O objetivo é posicionar o programa como um polo de referência para Materiais para Bioenergia e Transição Energética em Regiões Tropicais, atraindo colaborações estratégicas e contribuindo para o avanço do conhecimento em um tema de relevância global.

• SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL E INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL: Esta linha de pesquisa emprega e desenvolve métodos teóricos, de simulação computacional e de inteligência artificial para compreender, prever e projetar as propriedades de materiais e nanomateriais. Atuando de forma transversal e sinérgica com as demais linhas do programa, esta frente utiliza: – Métodos de Primeiros Princípios (Ab Initio): Cálculos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) para prever propriedades eletrônicas, estruturais e ópticas de materiais. – Modelagem Multiescala: Simulações de dinâmica molecular e métodos em escala mesoscópica para investigar fenômenos que vão da nanoescala à macroescala, conectando a estrutura atômica ao comportamento macroscópico. – Ciência de Dados e Aprendizado de Máquina: Aplicação de algoritmos de inteligência artificial para a análise de grandes volumes de dados experimentais e computacionais, previsão de novas propriedades, descoberta acelerada de materiais e otimização de processos de síntese e aplicação. As aplicações são intrinsecamente ligadas aos focos do programa, incluindo o projeto de novos fotocatalisadores e eletrodos para energia, a triagem virtual de moléculas bioativas e nanocarreadores para a saúde, a modelagem de materiais para remediação ambiental, e o desenvolvimento de métodos espectroscópicos baseados em IA. O objetivo é estabelecer um ciclo virtuoso entre a previsão computacional e a validação experimental, acelerando a inovação em materiais com impacto regional e global.