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Estudo computacional da adsorção de baicaleína em substratos de grafeno e ouro via DFT
| dc.creator | Santos, Thiago Ferreira | |
| dc.date.accessioned | 2025-12-29T21:17:11Z | |
| dc.date.available | 2025-12-29 | |
| dc.date.available | 2025-12-29T21:17:11Z | |
| dc.date.issued | 2024-02-29 | |
| dc.identifier.citation | SANTOS, Thiago Ferreira. Estudo computacional da adsorção de baicaleína em substratos de grafeno e ouro via DFT. 2024. 72 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/19143 | |
| dc.description.abstract | Flavonoids form an extensive category of secondary metabolites belonging to the polyphenol class, found in various plant species, such as Scutellaria baicalensis Georgi, a herbal medicine that contains the molecule baicalein (BCL), denoted by C 15 H 10 O , as the main bioactive compound used to aid in the treatment of diseases. A broad understanding of the effects of BCL in humans is essential, considering parameters such as appropriate dosage and potential effects associated with overdose. It is therefore necessary to develop and/or improve simple, miniaturized, low-cost and highly sensitive mechanisms for detecting BCL. This master’s thesis describes a theoretical study of the adsorption of baicalein on graphene and gold substrates via Density Functional Theory (DFT). The systems based on different graphene substrates and transition metal surfaces for the adsorption of BCL were: (i) pristine graphene (GRPR); (ii) graphene with monovacancy (GRMV); (iii) oxygen-doped graphene (GRDP); additionally, (iv) Au(111) surface (S1A). Initially, this study was based on the confection of systems in the isolated regime, in which the BCL, graphene and gold substrates were analyzed, followed by convergence tests. The confection of the isolated systems aims to incorporate an adequate surface area to accommodate the BCL in the adsorption process. After defining, optimizing via DFT and characterizing the isolated systems, composed of the adsorbate (BCL) and the substrates, we proceeded with the adsorption of BCL on the substrates via ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations. From molecular adsorptions, it was possible to verify the behavior of changes related to the interaction at the atomistic level between molecule and substrate in order to obtain a set of adsorbed systems with greater stability in energetic terms. The values obtained for the adsorption and interaction energies are energetically favorable in relation to the combined systems. When verifying the main interaction behaviours, it should be noted that the type of bond acting on the adsorption of BCL on the GRPR, GRDP and S1A substrates is characterized by physisorption, with BCL interacting in parallel with the substrates. In contrast, the type of bond acting on the adsorption of BCL on the GRMV structure is defined by chemisorption, where the study molecule was adsorbed via chemical bonds. The analysis of BCL interaction and adsorption on the different substrates highlights the relevance of this study in combining structures and establishing detection mechanisms. Ultimately, the investigation of BCL adsorption on GRPR, GRMV, GRDP and S1A substrates contributes to the understanding of the molecular interaction at the atomistic level. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
| dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
| dc.subject | Teoria do funcional da densidade | pt_BR |
| dc.subject | Adsorção molecular | pt_BR |
| dc.subject | Ouro | pt_BR |
| dc.subject | Grafeno | pt_BR |
| dc.subject | Density functional theory | pt_BR |
| dc.subject | Molecular adsorption | pt_BR |
| dc.subject | Gold | pt_BR |
| dc.subject | Graphene | pt_BR |
| dc.title | Estudo computacional da adsorção de baicaleína em substratos de grafeno e ouro via DFT | pt_BR |
| dc.title.alternative | Computational study of baicalein adsorption in graphene and gold substrates via DFT | pt_BR |
| dc.type | masterThesis | pt_BR |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/7411778043797270 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0003-3477-4437 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/1132803048214294 | pt_BR |
| dc.description.resumo | Os flavonoides formam uma extensa categoria de metabólitos secundários pertencentes à classe dos polifenóis, encontrados em diversas espécies de plantas, como Scutellaria baicalensis Georgi, um fitoterápico que contém a molécula baicaleína (BCL), denotada por C 15 H 10 O , como o principal composto bioativo utilizado no auxílio de tratamento de doenças. É fundamental uma ampla compreensão dos efeitos da BCL em seres humanos, considerando parâmetros como a dosagem apropriada e potenciais efeitos associados à superdosagem. Assim, faz-se necessário desenvolver e/ou aprimorar mecanismos de detecção de BCL, que sejam simples, miniaturizados, de baixo custo e altamente sensíveis. Nesta dissertação de mestrado encontram-se as descrições de um estudo teórico da adsorção de baicaleína em substratos de grafeno e ouro via Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Os sistemas baseados nos diferentes substratos de grafeno e superfície de metal de transição para adsorção de BCL foram: (i) grafeno pristino (GRPR); (ii) grafeno com monovacância (GRMV); (iii) grafeno dopado com oxigênio (GRDP); adicionalmente, (iv) superfície Au(111) (S1A). Inicialmente, este estudo foi balizado na confecção dos sistemas em regime isolado, nos quais a BCL, os substratos de grafeno e ouro foram analisados, seguido dos testes de convergência. A confecção dos sistemas isolados visa incorporar uma área de superfície adequada para acomodar a BCL no processo de adsorção. Após a definição, otimização via DFT e caracterização dos sistemas em regime isolado, compostos pelo adsorbato (BCL) e pelos substratos, procedeu-se com as adsorções de BCL sobre os substratos através de simulações de dinâmica molecular ab initio (AIMD). A partir das adsorções moleculares, foi possível verificar o comportamento das alterações relacionadas à interação ao nível atomístico entre molécula e substrato a fim de obter um conjunto de sistemas adsorvidos de maior estabilidade em termos energéticos. Os valores obtidos para as energias de adsorção e interação são energeticamente favoráveis em relação aos sistemas combinados. Ao verificar os principais comportamentos de interação, ressalta-se que o tipo de ligação atuante na adsorção de BCL nos substratos GRPR, GRDP e S1A são caracterizadas pela fisissorção, com BCL interagindo paralelamente em relação aos substratos. Em contrapartida, o tipo de ligação atuante na adsorção de BCL na estrutura GRMV é definida pela quimissorção, onde a molécula de estudo foi adsorvida via ligações químicas. A análise da interação e adsorção BCL nos diferentes substratos ressalta a relevância deste estudo na combinação das estruturas e no estabelecimento de mecanismos de detecção. Em última instância, a investigação da adsorção de BCL nos substratos GRPR, GRMV, GRDP e S1A contribui para a compreensão da interação molecular ao nível atomístico. | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Piotrowski, Maurício Jeomar | |
| dc.subject.cnpq1 | FISICA | pt_BR |
| dc.subject.cnpq2 | FISICA GERAL | pt_BR |
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PPGFis: Dissertações e Teses [127]
Abrange as Dissertações e Teses da área de Pós-Graduação em Física

