Linhas de Pesquisa

O PPGQ/UTFPR está estruturado em Linhas de Pesquisa. A Química é consolidada como sua única área de concentração, e duas linhas de pesquisa, de caráter transversal e multidisciplinar, são ofertadas. Essas linhas estão alinhadas tanto à composição do corpo docente quanto às demandas da sociedade. Sendo elas:

Síntese e Química de Materiais

Esta linha de pesquisa compreende pesquisadores do PPGQ das áreas de Físico-Química, Química Orgânica e Química Analítica (Físico-Químicos, Inorgânicos e Orgânicos) que atuam: i) No desenvolvimento, caracterização e aplicações de materiais e ii) Na síntese e caracterização de compostos inorgânicos e orgânicos. Atulamente, o PPGQ/UTFPR possui dois projetos de pesquisa ativos nesta linha. Sendo eles:

• Aplicações tecnológicas de polímeros: síntese, modificações e correlações entre estrutura e propriedades

O projeto objetiva o desenvolvimento de aplicações tecnológicas envolvendo polímeros naturais ou sintéticos provenientes ou não de fontes renováveis. As estratégias de síntese ou de modificação química de polímeros pré-existentes serão aplicadas de forma a priorizar rotas de baixo impacto ambiental e baixa geração de resíduos. A investigação envolve técnicas avançadas de caracterização espectroscópica, térmica, morfológica e mecânica para fornecer informações cruciais sobre o comportamento dos polímeros em diferentes condições e ambientes de aplicação. Os materiais desenvolvidos deverão ser aplicados nas áreas de geração e armazenamento de energia, engenharia de tecidos, medicina regenerativa e diagnóstica, e materiais funcionais para as indústrias de transformação, alimentícia e farmacêutica. O principal resultado esperado é contribuir para a otimização de processos industriais e a criação de materiais poliméricos com desempenho aprimorado e adaptabilidade às demandas tecnológicas contemporâneas.

• Síntese, caracterização, reatividade e aplicações de compostos orgânicos, inorgânicos e de coordenação

O projeto envolve o design, síntese e caracterização de novos compostos orgânicos, inorgânicos e de coordenação que são avaliados frentes às suas propriedades químicas e físicas tanto a nível molecular, supramolecular ou na forma de filmes finos. Encontram aplicações em sistemas biológicos, de entrega controlada, óptico-eletrônicos; como dispositivos luminescentes, fármacos, sensores e/ou catalisadores; entre outras possíveis aplicações.

Espectrocopia e Química Verde

Esta linha de pesquisa compreende pesquisadores do PPGQ (Físico- Químicos, Orgânicos e Analíticos) que atuam: i) Estudos da estabilidade, dinâmica e reatividade de moléculas a partir de métodos espectroscópicos; ii) Desenvolvimento e validação de metodologias analíticas baseadas nos princípios da química verde; iii) Síntese e caracterização de polímeros verdes. Atulamente, o PPGQ/UTFPR possui quatro projetos de pesquisa ativos nesta linha. Sendo eles:

• Estudo de estrutura, reatividade e propriedades espectroscópicas de sistemas moleculares
Nosso interesse é investigar, em detalhes, classes de reações relevantes para síntese orgânica ou catálise. Uma delas é a degradação de armas químicas e pesticidas organofosforados (POFs), tendo em vista a necessidade de sistemas eficientes para detoxificação de estoques obsoletos dessas substâncias. Propõe-se avaliar o efeito de potenciais catalisadores na clivagem de POFs por meio de diferentes metodologias, como estudos cinéticos por UV-Vis, análises por RMN, e/ou cálculos utilizando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Dentre outras classes, também é foco desse projeto o estudo de reações pericíclicas, uma vez que são de absoluta importância para síntese orgânica e compreensão de aspectos fundamentais da reatividade química. Estudos por cálculos DFT serão realizados para explorar mecanismos, efeito de substituintes e fatores controladores da seletividade através de modificações nas estruturas precursoras. Além disso, busca-se o desenvolvimento de novas metodologias e códigos computacionais voltados para estudos das espectroscopias vibracionais (infravermelho, Raman, ROA) e eletrônicas (UV-visível) de sistemas moleculares isolados e sob efeito de um ambiente externo (e.g. solvente). Propriedades relativas ao espectro de RMN também serão estudadas, e.g. deslocamentos químicos, constantes de acoplamento e tempos de relaxação.

• Síntese e caracterização de polímeros verdes
1) Síntese de polímeros de óleos vegetais, como copolimero cujo um dos monômeros, o limoneno, tem origem vegetal, e outro monômero é o estireno. O produto obtido na polimerização será processado por extrusão, e o material, em todas as suas fases de obtenção, poderá ser caracterizado por análise térmica (TG e DSC) espectrometria no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise mecânica entre outras.
2) Investigar a potencialidade de vegetais, em especial do Brasil, no processo de síntese verde de nanopartículas de prata com capacidade antimicrobiana e alta estabilidade durante o armazenamento.

• Desenvolvimento de métodos analíticos alternativos a partir da combinação de técnicas espectroscópicas com métodos quimiométricos
Este projeto de pesquisa tem como objetivo o desenvolvimento de métodos analíticos rápidos, não-destrutíveis e não invasivos através do uso de técnicas espectroscopicas (NIR, MIR e LF-NMR) aliada a métodos quimiométricos (PCA, PLS, SIMCA, etc). Estes métodos poderão ser aplicados na análise de matrizes alimentícias, ambientais, dentre outras.

• Desenvolvimento e aplicação de métodos analíticos para a determinação de contaminantes em amostras de interesse ambiental
O crescimento da população mundial, aliado ao avanço científico e tecnológico, resultou em impactos negativos ao ambiente. Isso decorre principalmente da introdução de inúmeros compostos químicos no meio, bem como da falta de planejamento e fiscalização. Nesse contexto, propõe-se o desenvolvimento de métodos analíticos que possam ser aplicados em amostras de água, ar, sedimento e solo, visando uma melhor avaliação da qualidade ambiental. Estudos como esse podem fornecer subsídios científicos na implantação de ações gerenciais e de políticas públicas relacionadas à proteção e preservação da saúde e do ambiente.