Estudo das propriedades óptico-eletrônicas de neurotransmissores

dc.contributor.advisorFulco, Umberto Laino
dc.contributor.advisor-co1Barboza, Carlos Antônio
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6129886378495626pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-4528-9878pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9579151361576173pt_BR
dc.contributor.authorAraújo, Roniel de Lima
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-3021-9439pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2036449171182051pt_BR
dc.contributor.referees1Macedo Filho, Antônio de
dc.contributor.referees2Anselmo, Dory Helio Aires de Lima
dc.contributor.referees2IDhttps://orcid.org/0000-0003-0180-9189pt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0554474279738500pt_BR
dc.contributor.referees3Albuquerque, Eudenilson Lins de
dc.contributor.referees3IDhttps://orcid.org/0000-0002-1022-1048pt_BR
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3594651355252245pt_BR
dc.contributor.referees4Silva, Luciano Rodrigues da
dc.contributor.referees4IDhttps://orcid.org/0000-0002-6875-1965pt_BR
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5182830756789229pt_BR
dc.contributor.referees5Lyra, Marcelo Leite
dc.date.accessioned2022-05-19T22:20:28Z
dc.date.available2022-05-19T22:20:28Z
dc.date.issued2022-02-18
dc.description.abstractIn this work, we will present a study of the structural, electronic, optical, vibrational and thermodynamic properties of the dopamine, l-dopa, noradrenaline and adrenaline crystals, through computer simulations in the DFT formalism (Density Functional Theory), where the generalized gradient approximation (GGA-PBE) and the hybrid functional HSE06 were used. From the experimental data of the four crystal structures, the optimization of the crystal geometry, calculation of the density of states and band structure, optical absorption, dielectric function, refractive index, optical conductivity, reflectivity, loss function, infrared and Raman spectrum and also Debye temperature, enthalpy, free energy, T*entropy and heat capacity were performed. The new lattice parameters found showed good agreement with the experimental values. Through the functional GGA-PBE (HSE06), we found that: dopamine presented an indirect band gap E = 3.8 eV (4.70 eV), for noradrenaline we obtained an indirect band gap E = 3.48 eV (4.40 eV), for adrenaline an indirect band gap E = 3.53eV (4.60 eV) and a direct band gap E = 3.09 eV (3.60 eV) was obtained for the l-dopa crystal. The analysis of the densities of electronic states made it possible to identify the contributions per atom to the states of the valence and conduction bands. In the optical properties, it is possible to observe an absorption of light in the ultraviolet region, and a greater sensitivity in the absorption of polarized radiation in the 100 direction, for dopamine, noradrenaline, and l-dopa, while adrenaline presents a greater absorption of polarized light with the polarization direction 001. IR and Raman spectra were calculated, and vibration modes analyzed. The thermal capacity at room temperature found was: 210.01 cal/cell.K, 121 cal/cell.K, 182 cal/cell.K and 103 cal/cell.K, for dopamine, l-dopa, noradrenaline and adrenaline, respectively.pt_BR
dc.description.resumoNeste trabalho, apresentaremos um estudo das propriedades estruturais, eletrˆonicas, ´opticas, vibracionais e termodinˆamicas dos cristais de dopamina, l-dopa, noradrenalina e adrenalina, atrav´es de simula¸c˜oes computacionais no formalismo DFT (Density Functional Theory), onde foi usado a aproxima¸c˜ao do gradiente generalizado (GGA-PBE) e o funcional h´ıbrido HSE06. A partir dos dados experimentais das quatro estruturas cristalinas foram realizados a otimiza¸c˜ao da geometria cristalina, c´alculo da densidade de estados e estrutura de bandas, absor¸c˜ao ´optica, fun¸c˜ao diel´etrica, ´ındice de refra¸c˜ao, condutividade ´optica, refletividade, fun¸c˜ao perda, espectro infravermelho e Raman e tamb´em temperatura de Debye, entalpia, energia livre, T*entropia e capacidade t´ermica. Os novos parˆametros de rede encontrados apresentaram uma boa concordˆancia com os valores experimentais. Atrav´es do funcional GGA-PBE (HSE06), encontramos que: a dopamina apresenta um band gap indireto E = 3, 8 eV (4,70 eV), para noradrenalina obtivemos um band gap indireto E = 3, 48 eV (4,40 eV), para adrenalina foi encontrado um band gap indireto E = 3, 53 eV (4,60 eV) e um band gap direto E = 3, 09 eV (3,60 eV) foi obtido para o cristal da l-dopa. A an´alise das densidades de estados eletrˆonicos permitiu identificar as contribui¸c˜oes por ´atomo para os estados das bandas de valˆencia e de condu¸c˜ao. Nas propriedades ´opticas ´e poss´ıvel observar uma absor¸c˜ao da luz na regi˜ao ultravioleta, e uma maior sensibilidade na absor¸c˜ao da radia¸c˜ao polarizada na dire¸c˜ao 100, para a dopamina, noradrenalina e l-dopa, enquanto que a adrenalina apresenta uma maior absor¸c˜ao da luz polarizada com a dire¸c˜ao de polariza¸c˜ao 001. Os espectros IR e Raman foram calculados e os modos de vibra¸c˜ao analisados. A capacidade t´ermica em temperatura ambiente encontrada foi: 210.01 cal/cell.K, 121 cal/cell.K, 182 cal/cell.K e 103 cal/cell.K, para dopamina, l-dopa, noradrenalina e adrenalina, respectivamente.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationARAÚJO, Roniel de Lima. Estudo das propriedades óptico-eletrônicas de neurotransmissores. 2022. 106f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47229
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectFísicapt_BR
dc.subjectDFTpt_BR
dc.subjectNeurotransmissorespt_BR
dc.subjectLevodopapt_BR
dc.subjectBiofísicapt_BR
dc.subjectPropriedades ópticas e eletrônicaspt_BR
dc.subjectTermodinâmicapt_BR
dc.titleEstudo das propriedades óptico-eletrônicas de neurotransmissorespt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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