Esta linha de pesquisa abrange o desenvolvimento e a aplicação de métodos teóricos e computacionais para investigar propriedades moleculares e materiais em diferentes escalas. São realizadas modelagens e simulações envolvendo sistemas moleculares, supramoleculares, materiais em fase condensada e biomoléculas, utilizando abordagens baseadas em mecânica quântica e clássica. Em relação a modelagem de sistemas moleculares e supramoleculares, os estudos são voltados à reatividade química, espectroscopias computacionais (UV-Vis, IV, Raman, RMN, entre outras), bem como à caracterização de propriedades eletrônicas de moléculas orgânicas, complexos inorgânicos, nanoclusters e sistemas supramoleculares, com ênfase em abordagens baseadas em DFT e TD-DFT. Para a modelagem de materiais e propriedades emergentes, os pesquisadores atuam na simulação de materiais em diferentes dimensionalidades (1D, 2D e 3D), com foco na caracterização estrutural e eletrônica de materiais em fase condensada (bulk), visando a compreensão e otimização de propriedades magnéticas, catalíticas e eletrônicas de interesse tecnológico. A linha engloba estudos de simulações de dinâmica molecular de sistemas biomoleculares, atuando na investigação de processos bioquímicos por meio de simulações clássicas, com ênfase nas interações entre proteínas e substratos, contribuindo para a elucidação de mecanismos moleculares em sistemas biológicos. A atuação é fortemente interdisciplinar, oferecendo suporte teórico a diversas linhas do programa e promovendo a interface entre experimentação e modelagem.

Na linha de Métodos Analíticos e Tecnologia Ambiental, desenvolvem-se e aplicam-se metodologias analíticas modernas voltadas ao controle e qualidade de combustíveis, fármacos, águas e materiais tecnológicos, bem como ao desenvolvimento de sensores e dispositivos para o monitoramento ambiental e descontaminação. As abordagens incluem espectrometria, eletroquímica, espectroscopia, quimiometria com abordagens de baixo custo, voltadas à saúde pública, segurança alimentar, sustentabilidade e inovação industrial. A linha de Métodos Analíticos e Tecnologia Ambiental dedica-se ao desenvolvimento e aplicação de metodologias analíticas avançadas voltadas ao controle de qualidade e à caracterização de combustíveis, fármacos, águas, alimentos e materiais tecnológicos. As pesquisas também incluem o design de sensores eletroquímicos, espectroscópicos e dispositivos inovadores para monitoramento ambiental, diagnóstico e processos de remediação e descontaminação. As abordagens analíticas contemplam espectrometria de massa, técnicas espectroscópicas (IV, UV-Vis, Raman), eletroquímica, cromatografia e quimiometria, com foco especial em estratégias de baixo custo, sustentáveis e de fácil implementação. Esses métodos são aplicados a problemas relevantes nas áreas de saúde pública, segurança alimentar, sustentabilidade ambiental e inovação tecnológica. A linha mantém forte articulação com demandas industriais e regulatórias, além de contribuir com políticas de controle e vigilância ambiental, promovendo soluções analíticas alinhadas com os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS).

Esta linha de pesquisa envolve a síntese, funcionalização e caracterização de materiais avançados, incluindo nanofibras, antenas dielétricas, membranas, polímeros funcionais e materiais porosos. As investigações contemplam o desenvolvimento de novos materiais com propriedades controladas e alto desempenho, com aplicações em liberação controlada de fármacos, dispositivos espectroscópicos produzidos por impressão 3D, sensores, catálise heterogênea e sistemas para telecomunicações. As atividades da linha estão voltadas à inovação tecnológica, miniaturização de dispositivos e criação de soluções aplicadas às áreas da saúde, energia e processos industriais. A abordagem multidisciplinar e a ênfase na aplicação prática dos materiais desenvolvidos posicionam esta linha como estratégica para o avanço científico e tecnológico do país.

A linha de Síntese e Química de Produtos Naturais abrange o desenvolvimento de compostos bioativos e funcionais a partir de duas frentes complementares: a prospecção e caracterização de substâncias oriundas da biodiversidade brasileira (plantas, microrganismos e organismos marinhos) e a síntese de novos materiais orgânicos, metaloorgânicos e poliméricos. Os projetos envolvem a obtenção de moléculas com potencial antimicrobiano, anti-inflamatório, antiofídico, anticâncer e outras aplicações tecnológicas ou terapêuticas. Essa linha integra estratégias modernas de espectroscopia, metabolômica e modelagem molecular, promovendo inovação na área da saúde, valorização da biodiversidade brasileira e geração de produtos com alto valor agregado para a bioeconomia nacional. Por outro lado, a linha de pesquisa também contempla o desenvolvimento de materiais funcionais visando aplicações específicas, tais como materiais fluorescentes para uso em dispositivos ópticos, bioimagem, e sensores para detecção de diferentes tipos de analitos de interesses químico, biológicos e ambiental; cristais líquidos e outros materiais de interesse da organoeletrônica; corantes sensibilizadores para células solares; sistemas poliméricos de interesse da indústria do petróleo; além de sistemas híbridos com propriedades com propriedades ópticas e catalíticas ajustáveis.

Esta linha de pesquisa destaca-se pelo desenvolvimento de processos catalíticos inovadores voltados à conversão eficiente e sustentável de matérias-primas e resíduos em insumos químicos e energéticos de alto valor agregado, como biocombustíveis, glicerol, gás natural e derivados. Na área de catalise as pesquisas abrangem o design racional e a caracterização avançada de catalisadores heterogêneos e homogêneos, bem como o estudo de mecanismos reacionais e avaliação de desempenho em condições industriais e ambientalmente amigáveis. Os projetos priorizam reações sustentáveis e rotas alternativas para a valorização de biomassa e subprodutos industriais. A linha também abrange pesquisas aplicadas ao setor petroquímico, com foco no desenvolvimento de cimentos especiais, fluidos de perfuração e aditivos funcionais voltados à exploração e produção de petróleo e gás. Esses estudos buscam aumentar a eficiência operacional e reduzir os impactos ambientais desses processos. Com forte ênfase em transição energética, economia circular e descarbonização de processos, a linha contribui significativamente para o desenvolvimento de tecnologias limpas alinhadas às metas globais de sustentabilidade e à transformação da matriz energética nacional. O grupo conta com ampla colaboração em redes nacionais e internacionais, além de infraestrutura laboratorial moderna e multiusuária