Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-13T15:19:57Z No. of bitstreams: 2 TESE Victor Holanda Rusu.pdf: 9721565 bytes, checksum: 063e96f770d05cfa859b3846c87a33f5 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T15:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Victor Holanda Rusu.pdf: 9721565 bytes, checksum: 063e96f770d05cfa859b3846c87a33f5 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / CAPES / Desenvolvimento de um campo de força “coarse-grain” para carboidratos. Doutorado em Química, orientador prof. Dr. Roberto Dias Lins Neto, Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, Pernambuco, Brasil, 2014. Na natureza, os carboidratos são geralmente encontrados na forma polimérica e/ou complexados com outras biomoléculas, tais como proteínas, lipídeos, etc. A descrição teórica do comportamento destes sistemas biomoleculares requer simulações relativamente longas e consequentemente, computacionalmente custosas. Uma maneira de diminuir os requerimentos computacionais é através do uso de campos de força “coarse-grain” (CG). Nesta abordagem, grupos de átomos são mapeados em esferas diminuindo o número total de partículas no sistema, mas com o custo da perda de detalhes químicos. Neste trabalho desenvolvemos uma nova maneira de expressar carboidratos de forma mais aproximada e combinando com o modelo de água SPC CG GROMOS. O novo campo de força, denominado PITOMBA, corretamente mapeia as conformações barco e cadeira, bem como, os anômeros alfa e beta. A validação dos parâmetros são mostrados para as amilose V e A e α-, β- and γ-ciclodextrinas (CD). Nosso trabalho abre a possibilidade de simular sistemas contendo carboidratos e a termodinâmica de formação de complexos com CDs com um ganho de tempo computacional de 1-2 ordens de grandeza em comparação aos campo de força atomísticos.

GOMES, V. A. M. Campos de força para predição da adsorção em faujasitas: metodologia empírica. 2015. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T12:26:39Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_vamgomes.pdf: 3297268 bytes, checksum: b2d60c564eae38a863f789e240dc3e33 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T17:45:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_vamgomes.pdf: 3297268 bytes, checksum: b2d60c564eae38a863f789e240dc3e33 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T17:45:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_vamgomes.pdf: 3297268 bytes, checksum: b2d60c564eae38a863f789e240dc3e33 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / The environmental needs and the great economic interest involved. The capture, storage and separation of gases in combustion processes is considered an important step in the development and consolidation of new technology, The separation of acidic gases (CO2 and H2S) is an important step to reduce environmental impacts and meet safety specifications and market. The adsorption on faujasitas presents itself as an economically attractive alternative in industrial processes, but the high number of processes and temperature and pressure conditions where it can be used, makes an experimental study impractical. Another relevant factor are security conditions imposed during the handling of hydrogen sulphide, necessitating greater investment in equipment, maintenance and safety systems. On said the molecular simulation can be used to obtain indispensable properties for the design and deployment of PSAs. The molecular simulation basis is the force field determination. In this work a set of force field parameters, based on classical force fields (UFF), has been proposed for CO2 in sodium faujasitas. The same methodology was used for H2S, N2, O2 and CH4 parameterization. The results obtained at low pressure were compared with experimental studies and other models proposed by literature, obtaining excellent concordance in different temperatures and Si/Al ratios, allowing determining the placement of adsorption sites and the heat. Other balancing cations were tested to predict nitrogen adsorption. The isotherms for the monovalent cations obtained high precision, to the bivalent results represented the standard experimental adsorption isotherms, albeit with less precision. Finally, the adsorption of mixture N2/CO2 was studied presented good agreement with experimental data, demonstrating the efficiency of the method as an alternative for determination of industrial properties of mixtures / A captura, estocagem e separação de gases em processos de combustão é considerado um passo importante no desenvolvimento e consolidação de novas tecnologias, devido as necessidades ambientais e ao grande interesse econômico envolvido. A separação de gases ácidos (CO2 e H2S) é uma etapa de fundamental importância para reduzir impactos ambientais e atender as especificações de segurança e mercado. A adsorção em faujasitas se apresenta como uma alternativa economicamente atraente em processos industriais, mas o elevado número de processos e condições de temperatura e pressão onde pode ser utilizada, torna um estudo experimental impraticável. Outro fator relevante são as condições de segurança impostas durante o manuseio do ácido sulfídrico, necessitando de maior investimento em equipamentos, manutenção e sistemas de segurança. Diante disse a simulação molecular pode ser utilizada para obter propriedades imprescindíveis para o dimensionamento e implantação de PSAs. A base da utilização da simulação molecular é a determinação do campo de força. Nesse trabalho um conjunto de parâmetros de campo força, baseados em campos de força clássicos (UFF), foi proposto para CO2 em faujasitas sódicas. Em seguida a mesma metodologia de parametrização foi utilizada para H2S, N2, O2 e CH4. Os resultados obtidos a baixa pressão foram comparados com estudos experimentais e outros modelos propostos pela literatura, obtendo excelente concordância em diferentes temperaturas e razões Si/Al, permitindo determinar o posicionamento dos sítios e do calor de adsorção. Outros cátions de compensação foram testados para predizer a adsorção de nitrogênio em faujasitas. As isotermas para os cátions monovalentes obtiveram elevada precisão, para bivalentes os resultados representaram o padrão de adsorção experimental, embora com isotermas de menor precisão. Por fim, a adsorção da mistura N2/CO2 foi estudada apresentado boa concordância com dados experimentais, demonstrando a eficiência do método como uma alternativa para determinação de propriedades de misturas industriais

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-03-27T17:41:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TeseKeilaCunha-Química2016.pdf: 14937894 bytes, checksum: cac41daeb22968873c67113d6f511e66 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T17:41:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TeseKeilaCunha-Química2016.pdf: 14937894 bytes, checksum: cac41daeb22968873c67113d6f511e66 (MD5) Previous issue date: 2016-10-21 / CNPQ / Materiais bionspirados em peptídeos e proteínas possuem ampla diversidade de aplicações científicas e tecnológicas. Este trabalho se concentrou na descrição de propriedades dinâmicas e conformacionais de dois biomiméticos: peptóides e catecóis. Peptóides são oligômeros de glicinas N-substituídas de interesse biológico devido à resistência a proteases, maior estabilidade térmica, ambiental e facilidade de síntese, em comparação a peptídeos. Todavia, os desafios à aplicação de peptóides são devidos a flexibilidade ocasionada pela perda das ligações de hidrogênio intra-cadeia principal e interconversão cis/trans à temperatura ambiente. A simulação molecular clássica de peptóides tem sido limitada pelos campos de força existentes que não permitem a rotação interna da ligação amida sem o uso de técnicas para melhorar a amostragem. Neste trabalho foi desenvolvido um conjunto de parâmetros para a simulação de peptóides que permitiu descrever corretamente as populações conformacionais cis/trans de unidades monomêricas, em comparação a dados de RMN. As simulações de oligômeros mostraram estruturas bastantes flexíveis, não condizentes com conclusões propostas a partir de espectros de dicroísmo circular, que tem atribuído estruturas helicoidais a estes oligômeros. Os resultados sugerem que as transições eletrônicas favorecidas pelas conformações cis são as principais responsáveis pelos espectros obtidos. Adicionalmente, simulações por dinâmica molecular foram utilizadas para caracterizar a adsorção de moléculas catecóis em superfícies minerais. Proteínas de pés de mexilhões inspiraram nossos colaboradores na síntese de dois tipos de moléculas: iniciadores acrilatos para aplicação em resinas odontológicas e surfactantes zwiteriônicos para transistores orgânicos de efeito de campo (OFETs). Dentre as moléculas sintetizadas, os catecóis apresentaram melhores resultados nas aplicações propostas e forte adesão a superfícies minerais. A modelagem molecular permitiu elucidar como mudanças na estrutura molecular de catecóis acrilatos e da superfície mineral afetaram a adsorção. Os nossos resultados mostraram ainda que a automontagem de monocamadas de catecóis zwiteriônicos é governada pelo balanço entre ligações de hidrogênio, interações entre anéis aromáticos e dessolvatação da superfície mineral. / Peptides and proteins bioinspired materials have wide range of scientific and technological applications. This work has focused on the description of dynamic and conformational properties of two biomimetics: peptoids and catechols. Peptoids are N-substituted glycine oligomers of biological interest due proteases resistance, higher thermal and environmental stability and easier synthesis, when compared to peptides. However, the flexibility caused by the lack of intra-backbone hydrogen bonds and cis/trans interconversion at room temperature represents the main challenge for applications based on structure-function relationship. Classical molecular simulation of peptoids has been limited by the existing force fields, which do not allow amide bond internal rotation without the use of enhanced sampling techniques. In this work, the development of a set of parameters for peptoids simulation allowed the correctly description of cis/trans conformational populations in monomeric units, when compared to NMR data. The oligomers simulations showed flexible structures and that are not consistent with the withdrawn conclusions from circular dichroism spectra that has attributed helical structures to these oligomers. The results suggested that electronic transitions favored by cis conformations are mainly responsible by the obtained spectra. In addition, molecular dynamics simulations were used to characterize the adsorption of catechol molecules on mineral surfaces. Mussel foot proteins inspired our coworkers to synthesize two types of molecules: acrylic primers for dental resins and zwitterionic surfactants for organic field effect transistors (OFETs). Among the synthesized molecules, catechols showed best results for the proposed applications and strongest adhesion on mineral surfaces. Molecular modeling allowed elucidating how changes in molecular structure of acrylic catechols and on mineral surface affected adsorption. Our results also showed that the self-assembling of zwiterionic catechol monolayers is governed by the balance between hydrogen bonds, interactions between aromatic rings and desolvation of the mineral surface.

Orientador: Yoshiyuki Hase / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T00:04:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_Marcelode_M.pdf: 719258 bytes, checksum: c3faa35c86e3b8438789d2e27f5c2c51 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Um novo método de correção de anarmonicidade está sendo proposto no atual trabalho em termos do campo de força. O objetivo deste método é simplificar a reprodução dos campos de força harmônicos, das freqüências harmônicas e da distribuição de energia potencial pela aplicação dos coeficientes de correção de anarmonicidade ao campo de força da análise de coordenadas normais. A simplificação proposta consiste em se agrupar os coeficientes segundo suas similaridades numéricas, reproduzindo resultados tão semelhantes quanto aos dos coeficientes não agrupados. Os coeficientes de correção de anarmonicidade agrupados e não agrupados foram calculados para o trans-ácido fórmico e aplicados aos campos de força do cis- e dímero da mesma molécula. Os resultados obtidos para as freqüências harmônicas para as espécies de trans-, cis- e dímero do ácido fórmico pelo método proposto foram muito similares àqueles obtidos método de Dennison / Abstract: A new anharmonicity correction method is proposed in this work. The aim of this method is to simplify the reprodution of the harmonic force fields, the harmonic frequencies and potential energy distribution by application of the anharmonicity correction coefficients to the normal coordinate analysis force field. The simplification proposed consists in grouping the coefficients according of their numerical similarities, producing results similar to those obtained without grouping. The grouping and non grouping anharmonicity correction coefficients were calculated for trans-formic acid and applied to the force fields of the cis- and dimer of this molecule. The results obtained for the harmonic frequencies for the trans-, cis- and dimer species by the proposed method are very close to those obtained Dennison method / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-20T12:55:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MarianaZancanTonel.pdf: 6177598 bytes, checksum: e830fe652c79ad380053f80cae3e2382 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MarianaZancanTonel.pdf: 6177598 bytes, checksum: e830fe652c79ad380053f80cae3e2382 (MD5) Previous issue date: 2017-08-25 / Graphene is a nanomaterial that has several applications including drug delivery and pollutant remover. However, graphene is hydrophobic, which makes it difficult to apply in biological media, and one of the alternatives is through functionalization. At the same time, aromatic molecules are precursors of several essential compounds for life, and are also important in industry. However, some of them are pollutants that can severely affect people and the environment, so developing effective removal methods is extremely interesting. Some molecules of biological interest like dopamine and serotonin have an aromatic part, recent studies show the use of these molecules as mediators for specific and selective drug delivery. Therefore, the study of the interaction of these molecules as pure and modified graphene is of great importance in the biomedical area as well as for diagnostic and treatment studies. In this work, we perform a theoretical study through the density functional theory; initially we analyze the changes caused by the effect of the concentration of the functional groups -COOH, -COH, -OH, -O- or -NH2 on graphene. The results show that in all cases it is possible to modulate the electronic properties depending on the number and location of the groups. Subsequently, we analyzed the graphene pure and functionalized with a group -COOH, -COH, -OH, -O- or -NH2, with the molecules of biological interest as dopamine, serotonin and the pollutants: benzene, aniline, benzoic acid and phenol. The results show that all interactions occur under a physical adsorption regime, there are no changes in the original geometric structures of the molecules after adsorption, it may be of interest to create possible routes as mediators for the delivery of drugs and to assist in the treatment of various diseases or in a system of removal of pollutants based on pristine and modified graphene. Finally, we developed a method to parameterize the benzene-benzene and benzene-graphene force field through the data obtained from the ab initio calculations, the results obtained agree with studies described in the literature. Thus, this work presents the understanding through the simulation of the biomedical part for drug delivery systems, and removal of pollutants, in addition to the parameterization to be used in simulations of the biological environment which may aid in the development of future experimental studies. / O grafeno é um nanomaterial que possui diversas aplicações tecnológicas entre elas como carreador de fármacos e removedor de poluentes. No entanto, o grafeno é hidrofóbico, o que dificulta sua aplicação em meios biológicos, sendo que uma das alternativas para controlar este problema é através de funcionalizações. Paralelamente, moléculas aromáticas são precursoras de diversos compostos imprescindíveis para a vida, e também são importantes na indústria. No entanto, algumas delas são poluentes que podem afetar severamente as pessoas e o meio ambiente. Assim, o desenvolvimento de métodos efetivos para remoção desses é extremante importante. Algumas moléculas de interesse biológico como a dopamina e serotonina apresentam parte aromática. Estudos recentes têm mostrado a utilização dessas moléculas como mediadoras para entrega de fármacos específica e seletiva. Portanto, o estudo dessas moléculas visando este tipo de aplicação é de grande importância na área biomédica. Realizamos um estudo teórico através da Teoria do Funcional da Densidade. Inicialmente, analisamos as alterações causadas pelo efeito da concentração de grupos funcionais -COOH, -COH, -OH, -O- ou -NH2 no grafeno. Os resultados mostram que em todos os casos é possível modular as propriedades eletrônicas dependendo do número e do local dos grupos. Posteriormente, analisamos o grafeno puro e funcionalizado com um grupo –COOH, -COH, -OH, –O- ou -NH2, com as moléculas de interesse biológico dopamina, serotonina e os poluentes benzeno, anilina, ácido benzóico e fenol. Os resultados mostram que todas as interações ocorrem sob um regime de adsorção física, sem alterações nas estruturas geométricas originais das moléculas após adsorção. Esses resultados são de interesse para criar possíveis rotas como mediadores para a entrega de fármacos e auxiliar no tratamento de várias doenças ou ainda em um sistema de remoção de poluentes baseados no grafeno puro e modificado. E, por fim, desenvolvemos um novo método para parametrizar campo de força do benzeno-benzeno e benzeno-grafeno através dos dados obtidos dos cálculos ab initio. Os resultados obtidos concordam com estudos descritos na literatura. Dessa forma, este trabalho apresenta a compreensão através da simulação da parte biomédica para sistemas de drug delivery, e remoção de poluentes, além da parametrização para ser usado em simulações do meio biológico o que poderá auxiliar no desenvolvimento de estudos experimentais futuros.