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Agência USP de Notícias

Livro traz cálculos inéditos para a indústria de síntese de compostos

Publicado em 16 outubro 2007

Agência USP de Notícias

O professores Milan Trsic e Albérico Borges Ferreira da Silva, ambos do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da USP, acabam de lançar o livro Electronic, Atomic and Molecular Calculations, que descreve dois cálculos até então inéditos nas publicações de editoras científicas. "Fomos convidados pela Elsevier, editora holandesa das mais antigas do mundo. É o primeiro e único livro que fala sobre esse tema", comenta Milan. Segundo ele, tais cálculos são aplicados em programas avançados de química computacional e usados por qualquer indústria que deseja sintetizar novas substâncias, de remédios a plásticos. O livro foi lançado em agosto.

O livro foi lançado pela Elsevier, especializada em publicação científica

Em 1976, Milan Trsic e mais dois colegas apresentaram à academia o Método da Coordenada Geradora de Hartree-Fock (MCG-HF). A importância dessa proposta é a união de dois métodos, o Hartree-Fock com o da Coordenada Geradora (MGC), de física quântica e física nuclear, respectivamente. O primeiro foi criado em 1930 e pode calcular 98% da energia e outras propriedades de átomos e moléculas. O segundo, na década de 50, tem como centro da pesquisa os núcleos atômicos estáveis, como os de átomos de oxigênio e nitrogênio presentes no ar.

"Nos anos 70, percebemos que MCG aplicava-se tão bem e até melhor para o estudo dos elétrons que rodeiam um núcleo ou moléculas. O nosso grupo em São Carlos foi o único que persistiu nessa trilha até hoje", comenta. O tal grupo era formado por alunos de graduação e pós, professores e pesquisadores brasileiros e estrangeiros, com apoio do CNPq, Capes e Fapesp.

No início dos anos 80, Albérico Borges Ferreira da Silva, então orientado por Milan, acrescentou ao MCG a técnica relativista de Dirac-Fock, que pode corrigir a estrutura de um átomo para que ele seja melhor aproveitado. Ela inclui, por exemplo, interações magnéticas entre elétrons e entre partes do núcleo, o formato do núcleo e a velocidade que o elétron atinge próximo a ele. A esse novo cálculo deu-se o nome de Método da Coordenada Geradora de Dirac-Fock (MCG-DF).


Programa Gaussian

A competência dos dois métodos em obter melhores resultados, ou até soluções exatas, levou-os a serem incluídos no programa Gaussian, de computador, usado pelas principais universidades e empresas do mundo e inventado por John Pople, ganhador do Prêmio Nobel de 1998. Ele oferece uma infinidade de cálculos que podem ser escolhidos pelos pesquisadores para determinados fins. O MCG-HF e MCG-DF estão entre eles e "podem calcular diversas propriedades moleculares, como geometria, potenciais de ionização, espectros, momentos de dipolo, força de uma ligação química, estabilidade, reatividade química, como um molécula se comporta frente a outra molécula, qual composto pode ser mais estável ou não", explica Milan.

Na prática, economiza-se muito na hora de escolher moléculas para criar novos compostos químicos, de plástico biodegradável a remédios. "Todo tipo de proposta de se criar novas substâncias pode ser mais barata com a química computacional", comenta o professor. Ele conta que, num leque de incontáveis opções, o programa calcula as que têm mais chances de estabilidade e, portanto, sucesso na criação da nova substância. Ao final dos cálculos, sobram poucas, que são efetivamente testadas — demoraria muito mais testar uma por uma.

"O tempo do cálculo depende de duas coisas, do computador disponível e do tamanho da molécula. Se for pequena, resolve-se em questão de segundos, se for grande, o computador terá de trabalhar durante dias até chegar numa fórmula exata para o problema em questão", afirma. Mas o Gaussian é caríssimo e só pode ser comprado por empresas muito grandes e dispostas a investir em pesquisas. Para se desenvolver uma nova droga, por exemplo, a indústria farmacêutica gasta pelo menos dez anos e muito dinheiro. "Tem que sintetizar substâncias, experimentar em animais... É mais barato usar nosso método pelo Gaussian e selecionar as mais prováveis", afirma o professor do IQSC.

Os dois pesquisadores trabalharam um ano para editar o livro. "Ouvimos críticas de que seria difícil usar nossas teorias. Agora, as descrevemos de maneira mais acessível, com tabelas que permitem a outros autores aplicá-las. Essas tabelas ajudam a criar um arquivo de dados inicial", finaliza o cientista. Segundo estatísticas do Science Citation Index, Milan Trsic, que nasceu em Belgrado e viveu durante 25 anos no Chile, é um dos químicos quânticos brasileiros mais citados em artigos.

O livro custa US$ 225 e pode ser comprado pelo site www.elsevier.com 

Mais informações: (0XX16) 3373-9976, com Milan Trsic, ou (0XX16) 3373-9964, com Albérico Borges Ferreira da Silva.