| 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
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, 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
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, 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 |