Nanoestruturas de carbono (tradicionais e duas novas proposiÃÃes) â propriedades, funcionalizaÃÃo e aplicaÃÃes biotecnolÃgicas â foco em dinÃmica molecular, cÃlculos ab initio e experimentos

Nanoestruturas de carbono sÃo estudadas com Ãnfase na obtenÃÃo de resultados teÃricos voltados à compreensÃo de experimentos (realizados em parceria ou jà publicados) ou que motivarÃo sua realizaÃÃo. Fulerenos, hemifulerenos e nanotubos sÃo as nanoestruturas tradicionais investigadas; fitas de grafeno C150H60 torsionadas (das quais a de MÃbius à um caso particular) e nanocestas (nanocumbucas) C40H10, C39H12, C46H12 criadas com base em cortes do fulereno C60, sÃo as nanoestruturas originais criadas. O cerne à a realizaÃÃo de cÃlculos de dinÃmica molecular e ab initio em diversos nÃveis, com especial atenÃÃo aos problemas advindos das ligaÃÃes de hidrogÃnio, interaÃÃes de van der Waals, e optimizaÃÃes de geometria. Inicialmente sÃo apresentados resultados sobre a estabilidade, geometria e propriedades eletrÃnicas de nanofitas de MÃbius e de grafenos com 0-7 torsÃes. A seguir demonstra-se a possibilidade de adsorÃÃo do Ãcido ascÃrbico AsA (C6H8O6, a vitamina C) no fulereno C60, que tem importante conseqÃÃncia clÃnica: o efeito benÃfico do uso de AsA- C60 inclui sua aÃÃo decorrente de sua administraÃÃo conjunta com levodopa, que tem resultado marcante contra os efeitos colaterais relacionados com sua neurotoxidade, o que proporciona novas estratÃgicas para o tratamento da doenÃa de Parkinson. Estuda-se em prosseguimento o processo de inserÃÃo espontÃneo dinÃmico de hemifulerenos dentro de nanotubos de carbono, determinando-se as condiÃÃes para a formaÃÃo de agregados e estruturas com maior nÃvel de organizaÃÃo, incluindo-se a formaÃÃo de hÃlices. Continua-se com a descriÃÃo da preparaÃÃo e caracterizaÃÃo (infravermelho e espectroscopia de raios X de fotoelÃtrons) experimental, e cÃlculos de primeiros princÃpios da funcionalizaÃÃo nÃo-covalente pelo aminoÃcido essencial L-alanina da parede lateral de nanotubos simples pristina e carboxilados (sem e com refluxo de dimetilformamida, DMF). Encerra-se com a proposiÃÃo das trÃs nanocestas resultantes de cortes do C60, onde se mostra sua surpreendente estabilidade estrutural, a assinatura molecular no infravermelho de cada uma (que proporciona um modo prÃtico para futura caracterizaÃÃo de cada nanocesta), e determina-se suas propriedades de confinamento das molÃculas H2, H2O, e L-alanin