ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: QUÍMICA
LINHAS DE PESQUISA
1. Química de Produtos Naturais, Biodiversidade e Biotecnologia
A Química de Produtos Naturais é o ramo da Química Orgânica responsável pelo isolamento e caracterização de substâncias naturais produzidas através do metabolismo secundário de plantas, microrganismos e animais marinhos. Os estudos nesta área são considerados estratégicos por envolver o conhecimento da biodiversidade num sentido amplo, além de fornecer fontes renováveis de substâncias com importância nas diversas áreas da ciência e tecnologia. A Biotecnologia, por definição, refere-se ao uso de conhecimentos sobre os processos biológicos e sobre as propriedades dos seres vivos, com o fim de resolver problemas e criar produtos de utilidade ou, ainda, ao uso de organismos vivos ou parte deles, para a produção de bens e serviços. A Amazônia compreende um dos maiores e mais diversificados biomas do planeta contendo uma rica biodiversidade de fauna e flora com alto grau de endemismo. Dentro desse contexto, a linha de pesquisa de Química de Produtos Naturais, Biodiversidade e Biotecnologia do Curso de Pós-Graduação em Química da UFPA, localizado na Amazônia, pretende aproveitar os insumos e resíduos da Amazônia na investigação química, farmacológica e biológica de plantas medicinais, animais marinhos e microrganismos associados, na busca de novas moléculas com potenciais de utilização médica, bioquímica, biológica e agroquímica, além de realizar estudos de processos biotecnológicos objetivando a obtenção de intermediários ou substâncias orgânicas com alto valor agregado para aplicação nas indústrias farmacêutica, cosmético/fragrância e agroquímica.
2. Química Computacional
A Química Computacional (QC) representa um campo interdisciplinar dentro da Química, abrangendo todas as suas especialidades, tecnologias e indústrias associadas. O propósito fundamental da QC reside no desenvolvimento e emprego de software especializado para abordar questões no âmbito químico, bioquímico, tecnológico e industrial. Assim, a QC resulta na identificação de várias vertentes, tais como Modelagem Molecular (ou Simulação Molecular), Quimiometria, Quimioinformática e Bioinformática, que podem ser sistematizadas em objetivos e métodos específicos: (i) Cálculo de propriedades de moléculas, sejam elas reais ou ainda não sintetizadas, assim como de sistemas moleculares abrangendo sólidos, líquidos, gases, plasmas, interfaces e organismos biológicos. A diversidade de propriedades engloba desde estruturas eletrônicas e conformações de moléculas isoladas até diferentes formas de energia, dinâmica e reatividade de sistemas moleculares. Os fundamentos baseiam-se em teorias e modelos de mecânica molecular (MM) e mecânica quântica (MQ), eletromagnetismo e termodinâmica estatística. Os métodos computacionais típicos incluem ab initio, Teoria do Funcional de Densidade, Hartree-Fock e semi-empíricos, mecânica e dinâmica moleculares, Monte Carlo, incluindo aqueles relacionados à cinética química e bioquímica, minimização de energia, análise conformacional e espetroscópica, integração e perturbação termodinâmicas, tratamento de erros e ancoragem molecular, bem como, métodos híbridos MQ/MM. Esses aspectos são comumente associados à denominação Modelagem Molecular (ou Simulação Molecular). (ii) Análise e tratamento de informações químicas provenientes de experiências laboratoriais, monitorização instrumental/industrial e simulações, em tempo real ou armazenadas em bases de dados (tipicamente com números de entradas da ordem de vários milhões). Isso inclui, por exemplo: (a) previsão de espectros (RMN, Infravermelho, Massa, etc.) que complementam a confirmação de sínteses químicas; (b) determinação de relações de estrutura-atividade molecular (QSAR); (c) planeamento e assistência de técnicas experimentais automatizadas (como química combinatorial, "high-throughput screening" e "flowshops") voltadas para a síntese simultânea de vários produtos, de interesse químico, agroquímico e farmacêutico; (d) determinação de sequências genéticas; (e) classificação automática de reações químicas e bioquímicas; (f) reconhecimento de padrões; (h) controle de qualidade e calibração instrumental.
3. Química Aplicada a Energia, Materiais e Métodos Analíticos
A linha de pesquisa Química Aplicada a Energia, Materiais e Métodos Analíticos do PPGQ tem como objetivos sintetizar materiais de micro, meso e macroporosos para sua utilização como catalisadores ou adsorventes; desenvolver e estudar novos processos e rotas na produção de combustíveis e derivados; desenvolver biocatalisadores e bioprocessos; aproveitar os resíduos industriais no desenvolvimento de novos materiais, catalisadores e processos industriais e desenvolver biopolímeros e compósitos biodegradáveis, além de envolver o emprego de diferentes estratégiasanalíticas para o preparo de amostras e calibração, assim como a obtenção demetodologias mais rápidas, robustas, econômicas, sustentáveis, eficientes e com as diretrizes da química verde. Desenvolver e aplicar métodos que utilizam as mais variadas técnicas analíticas, tais como espectroscópicas, eletroquímicas, cromatográficas, e eletroforéticas, utilizadas na determinação de constituintes inorgânicos e orgânicos, de interesse ambiental, farmacêutico, alimentício e clínico, nos mais variados tipos de matrizes, empregar também técnicas analíticas e bioanalíticas para analisar substâncias importantes presentes nos seres vivos e outros sistemas biológicos, e em análises que podem indicar adulteração ou falsificação em alimentos, produtos naturais e medicamentos. Desenvolvimento de métodos quimiométricos para o planejamento de metodologias analíticas uni e multivariadas e processamento de sinais analíticos (filtragem, suavização, compressão etc.), empregando modelos de calibração e de classificação em diversas técnicas analíticas instrumentais, aplicadas à análise de amostras de óleos naturais, águas, bebidas, alimentos, medicamentos, combustíveis etc. Desenvolvimento de estudos de avaliação do impacto ambiental de poluentes orgânicos e inorgânicos, naturais ou não, é os processos de monitoramento e/ou controle desses poluentes; extração e análise de compostos em amostras ambientais diversas (águas, solos, sedimentos, resíduos, ar e esgotos); estudos da especiação de metais no meio ambiente.