Materiais multifuncionais inorgânicos para geração de precursores de espécies reativas de oxigênio e entrega controlada de fármacos: Uma abordagem teórico-computacional

dc.contributor.advisor-co1Barrera, Miguel Angel San Miguel
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5172425240191386
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6650-7432
dc.contributor.advisor1Silva, Elson Longo da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9848311210578810
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8062-7791
dc.contributor.authorSantos, Jeziel Rodrigues dos
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7271135384914768
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-3147-4757
dc.date.accessioned2025-06-27T17:18:26Z
dc.date.issued2025-06-23
dc.description.abstractThis thesis investigates, through theoretical-computational methods, the development and characterization of two multifunctional materials intended for catalytic and therapeutic applications. In the first part, silver alpha tungstate was evaluated as a functional material for the generation of reactive oxygen species. The optimization calculations of the lattice parameters and the construction of morphologies via the Wulff method evidenced the predominance of the (101) surface in the formation of a hexagonal bar, which, combined with the specific distribution of oxygen vacancies and the configuration of silver quantum clusters, showed a high capacity for the selective adsorption of H₂O and O₂ molecules. These interactions promote the formation of reactive precursors, essential for oxidation processes and photocatalytic applications, confirming the relevance of silver alpha tungstate as a catalyst in environmental processes and in the degradation of pollutants. In the second part, the thesis addresses the application of boron nitride nanotubes as a nanocarrier for the drug FLU, an antiandrogen used in the treatment of prostate cancer. Through DFT calculations, it was observed that the encapsulation of FLU in BNNT does not promote significant structural changes, maintaining the stability of the system both in vacuum and in aqueous media. The results reveal favorable interactions, characterized by negative adsorption energies, which indicate a charge transfer from BNNT to FLU, facilitating the formation of a stable complex. Molecular dynamics simulations corroborated the maintenance of the encapsulated drug over 50 ns, with analyses of center of mass distance, RMSD and radial distribution functions confirming the structural integrity of the system. In addition, the analysis of the binding free energy by MM and PBSA showed that van der Waals and electrostatic interactions are determinants for the stability of the FLU complex with BNNT. Together, the results demonstrate the potential of the studied materials both in promoting catalytic reactions and in improving drug delivery, opening new perspectives for the development of innovative multifunctional systems in environmental and therapeutic catalysis.eng
dc.description.resumoEsta tese investiga, por meio de métodos teórico-computacionais, o desenvolvimento e a caracterização de dois materiais multifuncionais destinados a aplicações catalíticas e terapêuticas. Na primeira parte, o alpha tungstato de prata, foi avaliado como material funcional para a geração de espécies reativas de oxigênio. Os cálculos de otimização dos parâmetros de rede e a construção de morfologias via método de Wulff evidenciaram a predominância da superfície (101) na formação de uma barra hexagonal, a qual, aliada à distribuição específica de vacâncias de oxigênio e à configuração dos clusters quânticos de prata, mostrou elevada capacidade para a adsorção seletiva de moléculas de H₂O e O₂. Essas interações promovem a formação de precursores reativos, essenciais para processos de oxidação e aplicações fotocatalíticas, confirmando a relevância do alpha tungstato de prata como catalisador em processos ambientais e na degradação de poluentes. Na segunda parte, a tese aborda a aplicação dos nanotubos de nitreto de boro como nanocarreador para o fármaco FLU, um antiandrogênico utilizado no tratamento do câncer de próstata. Por meio de cálculos de DFT, observou-se que a encapsulação do FLU no BNNT não promove alterações estruturais significativas, mantendo a estabilidade do sistema tanto em vácuo quanto em meio aquoso. Os resultados revelam interações favoráveis, caracterizadas por energias de adsorção negativas, que indicam uma transferência de carga do BNNT para o FLU, facilitando a formação de um complexo estável. Simulações de dinâmica molecular corroboraram a manutenção do fármaco encapsulado ao longo de 50 ns, com análises de distância do centro de massa, RMSD e funções de distribuição radial confirmando a integridade estrutural do sistema. Complementarmente, a análise da energia livre de ligação por MM e PBSA evidenciou que as interações de van der Waals e eletrostáticas são determinantes para a estabilidade do complexo FLU com o BNNT. Em conjunto, os resultados demonstram o potencial dos materiais estudados tanto na promoção de reações catalíticas quanto na melhoria da entrega de fármacos, abrindo novas perspectivas para o desenvolvimento de sistemas multifuncionais inovadores em catálise ambiental e terapêutica.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipId88887.518674/2020-00
dc.identifier.citationSANTOS, Jeziel Rodrigues dos. Materiais multifuncionais inorgânicos para geração de precursores de espécies reativas de oxigênio e entrega controlada de fármacos: Uma abordagem teórico-computacional. 2025. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22251.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22251
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectSemicondutorespor
dc.subjectAlpha tungstato de pratapor
dc.subjectOxidação de proteínaspor
dc.subjectNanocarreadorespor
dc.subjectTransporte de fármacospor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MATERIAIS ELETRICOS::MATERIAIS E COMPONENTES SEMICONDUTORES
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FISICO QUIMICA INORGANICA
dc.titleMateriais multifuncionais inorgânicos para geração de precursores de espécies reativas de oxigênio e entrega controlada de fármacos: Uma abordagem teórico-computacionalpor
dc.title.alternativeInorganic materials multifunctional materials for generation of reactive oxygen species precursors and controlled drug release: A theoretical-computational approacheng
dc.typeTese

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