Eudes Eterno Fileti

Líquidos Iônicos, Solventes Eutéticos Profundos e Eletrólitos Funcionais: Investigação computacional da estrutura, dinâmica e propriedades físico-químicas de líquidos iônicos e outros solventes funcionais, com ênfase nas relações entre composição molecular, organização microscópica e desempenho em aplicações tecnológicas. A pesquisa abrange líquidos iônicos convencionais e derivados de aminoácidos, eletrólitos altamente concentrados e solventes eutéticos profundos naturais (NADES), utilizando dinâmica molecular clássica e ab initio para caracterizar coordenação iônica, ligações de hidrogênio, polarização, hidratação e estrutura local. A linha busca compreender como a escolha dos íons e componentes moleculares modifica propriedades de transporte, estabilidade e interação com solutos ou superfícies, contribuindo para o desenvolvimento racional de solventes e eletrólitos mais eficientes e sustentáveis.

Supercapacitores e Interfaces Eletroquímicas em Materiais Bidimensionais: Modelagem atomística de supercapacitores e interfaces eletrodo–eletrólito, visando compreender os mecanismos moleculares responsáveis pela formação da dupla camada elétrica e pelo armazenamento de energia. A pesquisa envolve eletrodos baseados em grafeno, óxido de grafeno, grafino, fosforeno e outros materiais bidimensionais, combinados a líquidos iônicos, eletrólitos aquosos concentrados e solventes eutéticos. Simulações com potencial constante, dinâmica molecular clássica e dinâmica molecular ab initio são empregadas para analisar distribuição de carga, organização interfacial dos íons, adsorção, hidratação e resposta do eletrólito ao campo elétrico. Esses estudos buscam estabelecer relações entre estrutura do eletrodo, composição do eletrólito e capacitância, orientando o desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia com maior eficiência e estabilidade.

Nanomateriais de Carbono e Materiais Bidimensionais: Solvatação, Dispersão e Interfaces Investigação computacional das propriedades de nanomateriais de carbono e materiais de baixa dimensionalidade em diferentes ambientes moleculares. A linha abrange fullerenos, nanotubos de carbono, nanodiamantes, grafeno, óxido de grafeno e materiais bidimensionais, avaliando processos de solvatação, dispersão, agregação, polarização e interação com líquidos moleculares e iônicos. Dinâmica molecular clássica, métodos de estrutura eletrônica e abordagens de Born–Oppenheimer são utilizados para compreender os mecanismos que governam solubilidade, transferência de energia e organização das interfaces. Estudos com C60 em líquidos iônicos, nanodiamantes e nanotubos dispersos em fluidos iônicos exemplificam a busca por princípios moleculares que permitam controlar a estabilidade e funcionalidade desses nanossistemas.

Nanomateriais Peptídicos e Sistemas Bioinspirados Auto-organizados: Modelagem atomística de estruturas formadas pela auto-organização de peptídeos anfifílicos e outros sistemas biomoleculares, com foco nos mecanismos responsáveis por sua formação, arquitetura e estabilidade. São investigadas nanomembranas, nanotubos, nanobastões, nanofibras e sistemas híbridos envolvendo peptídeos e materiais de carbono. As simulações permitem avaliar empacotamento molecular, hidratação, distribuição de resíduos hidrofóbicos e hidrofílicos, formação de ligações de hidrogênio e energia de associação. A linha também contempla a funcionalização não covalente de grafeno e nanotubos de carbono por polipeptídeos e o desenvolvimento de estruturas peptídicas com potencial para biomateriais, biossensores e dispositivos orgânicos.

Estrutura Molecular de Soluções, Hidratação e Termodinâmica de Solvatação: Estudo da organização microscópica de soluções moleculares e eletrolíticas, buscando compreender como interações soluto–solvente, hidratação, concentração, composição iônica e espécies dissolvidas determinam propriedades macroscópicas dos líquidos. A pesquisa emprega dinâmica molecular e métodos de química quântica para caracterizar funções de distribuição, números de coordenação, energias livres de solvatação, ligações de hidrogênio e reorganização coletiva do solvente. Essa abordagem inclui desde estudos de hidratação de moléculas orgânicas e eletrólitos concentrados até investigações recentes sobre o efeito de gases atmosféricos dissolvidos na estrutura de soluções salinas, nas quais a cooperação gás–íon–água pode produzir reorganizações mesoscópicas e efeitos específicos sobre propriedades como a condutividade.