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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Um estudo teórico das propriedades estruturais e óticas de derivados de Eumelanina
Author: Bolivar Marinez, Luz Elena
Advisor: Galvão, Douglas Soares, 1961-
Abstract: Resumo: Melaninas são uma classe de pigmentos biológicos largamente presentes na natureza dos fungos ao homem. Elas são classificadas em três grandes subclasses: eumelaninas, feomelaninas e alomelaninas. Neste trabalho nós investigamos compostos de eumelanina, o tipo de pigmento mais presente no reino animal em tecidos pigmentados como o cabelo, pele, etc. Acredita-se que a função básica destes pigmentos é a fotoproteção contra a devastação bioquímica produzida pela exposição à radiação solar. Mas a presença das melaninas em regiões não iluminadas do corpo tem levado à especulação que podem ter outra função biológica além da fotoproteção. Nós investigamos a estrutura eletrônica de compostos de eumelanina através da utilização de sofisticados métodos semi-empíricos (Parametric Metod 3 (PM3) e Zerner Intermediate Neglect of Differential Overlap-Spectroscopical version-Configuration Interaction (ZINDO/S-CI)). Nossos resultados mostram que esses compostos são aceitadores de elétrons e tendem a formar estruturas amorfas. Nós propomos um modelo para um possível mecanismo de proteção celular baseado nestas características. Nossos resultados para simulação dos espectros de absorção ótica mostram que os modelos estruturais propostos são compatíveis com o modelo de semicondutor orgânico previamente proposto na literatura. Nós adaptamos essa metodologia para o estudo de dois outros problemas envolvendo polímeros condutores (oligotiofenos puros e substituídos) e polímeros orgânicos depositados por polimerização a plasma (deposição de filmes fluorados e oxigenados). Os resultados obtidos para polímeros condutores permitem explicar o comportamento anômalo na absorção que apresentam os oligômeros de tiofeno substituídos em termos dos processos eletrônicos envolvidos e não da desordem conformacional como tinha sido reportado previamente na literatura. No caso dos polímeros fluorados e oxigenados, o comportamento ótico foi explicado em termos do movimento relativo dos estados eletrônicos ativos envolvidos na primeira transição eletrônica. Estes resultados mostram que a metodologia que utilizamos pode ser uma ferramenta eficaz para a modelagem qualitativa de diversos compostos

Abstract: Melanins are a class of biological pigments widely spread over in nature from fungi to man. They are roughly classified in three great subclass: eumelanins, pheomelanins and allomelanins. In this work we restrict ourselves to investigate the subclass of eumelanins, the pigment present in most pigmented animal tissues. It is believed that the main biological function associated to melanins is photoprotection against the biochemical devastation induced by exposure to ultraviolet radiation. However the presence of melanins in nonilluminated areas in organism, such as in the substancia nigra in the brain and a preferential destruction of melanized cells in patients with Parkinson's disease led to speculations of other biological functions besides simple photoprotection. In this work we have carried out theoretical studies at semi-empirical level (Parametric Method 3 - PM3 and Zerner Intermediate Neglect of Differential Overlap -ZINDO including Configuration Interaction) on the electronic structure of molecules believed to be structurally related to eumelanins. Our results show that these structure are electron acceptors and probably form amorphous structures. We propose a mechanism for cellular protection against free radicals, potentially cytotoxic, based on this physical property. Our results for the simulation of optical absorption spectra also indicate data compatible with the semiconductor model earlier proposed for these organic pigments. We have modified this methodology to analyze two other problems involving conducting polymers and acetylene-like polymer deposited by plasma polymerization. The results for oligothiophenes can explain the anomalous behavior of the fluorescence in terms of the character of the electronic states involved in the optical processes and not in terms of conformational disorder as previously suggested in the literature. Similarly it is also possible to explain the optical data, at least at qualitatively level, of the thin films plasma polymerized in terms of the relative movement of active molecular electronic levels involved in the optical transitions. We believe this kind of methodology can be a very efficient tool to the analysis of the electronic behavior of many classes of organic materiais
Subject: Métodos semi-empíricos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: BOLIVAR MARINEZ, Luz Elena. Um estudo teórico das propriedades estruturais e óticas de derivados de Eumelanina. 1997. 130 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/277651>. Acesso em: 27 mai. 2019.
Date Issue: 1997
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

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