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28/08/2017 - 28/08/2020

Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Teórica

A transferência acoplada de prótons e elétrons em sistemas moleculares é um mecanismo importante para acelerar as taxas de reação em vários processos biológicos, catalíticos e de conversão energética, por exemplo na fotossíntese e em células foto-eletroquímicas de energia. Tais reações, designadas genericamente pela sigla PCET (Proton coupled electron transfer), aceleram a cinética de reação, pois evitam a formação de intermediários de alta energia. Do ponto de vista teórico, uma descrição confiável dos processos PCET requer uma descrição realista dos sistemas moleculares – incluindo efeitos produzidos pelo ambiente e flutuações térmicas – e um formalismo teórico/computacional elaborado, para levar em conta a dinâmica do processo que é caracterizada por efeitos quânticos (dinâmica eletrônica) e clássicos (dinâmica nuclear). Este projeto tem dois objetivos principais: (i) estudar a transferência foto-induzida de prótons em sistemas com pontes de hidrogênio, utilizando um método computacional misto clássico/quântico; (ii) desenvolver métodos teóricos e computacionais eficientes, capazes de descrever a dinâmica de sistemas moleculares foto-excitados constituídos por 100 a 10000 átomos.